[發明專利]一種致密氣藏啟動壓力梯度的確定方法

有效

• 申請號: 202110743392.0
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113466105B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 曾凡輝;張濤;郭建春;王永紅;王道成
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種致密氣藏啟動壓力梯度的確定方法，該方法包括：以致密氣藏基質中單毛管為研究對象，考慮界面毛管力和有效滑移因素的影響，建立所述單毛管的氣液兩相流的運動方程；基于建立的運動方程，獲取單毛管的水相流速方程以及水相流量方程，通過分形理論進行尺度升級，獲取得到巖心尺度的水相流量方程；根據巖心尺度的水相流量方程，令水相流量為0，計算得到對應的啟動壓力梯度。本發明克服了現有技術中無法通過理論模型表征致密氣藏啟動壓力梯度的難點，使得啟動壓力梯度的計算更為快速準確。

技術領域：

本發明涉及石油天然氣開發領域，具體涉及一種致密氣藏啟動壓力梯度的確定方法。

背景技術

我國致密氣資源豐富、開發潛力大，已成為我國天然氣增儲上產的最重要領域之一。與常規油氣藏相比，致密氣藏儲層基質滲透率低，需采用水力壓裂的開發方式才能獲得工業產能。

低滲透致密氣層，孔喉細小，孔隙連通性差，毛管阻力較大，含水飽和度普遍較高，氣體滲流容易產生不同于中高滲氣藏的獨特滲流特征。實驗表明巖心含水飽和度大于某一界限值時，氣體滲流表現出低速非達西滲流特征，即存在啟動壓力梯度。致密氣藏啟動壓力梯度普遍存在于基質滲流過程中。以往研究都主要基于實驗測定，但實驗方法不具有普適性，同時不能準確揭示含水飽和度對啟動壓力梯度影響的機理；而且目前針對致密氣藏啟動壓力梯度的因素認識不充分，通過實驗現象僅僅得出宏觀現象，因此無法準確反映氣體在基質中的滲流特征。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有方法中的不足，提供一種致密氣藏啟動壓力梯度的確定方法，克服了現有技術中無法通過理論模型表征致密氣藏啟動壓力梯度的難點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。

本申請提供了一種致密氣藏啟動壓力梯度指示曲線的確定方法，包括步驟：

(1)以致密氣藏基質中單毛管為研究對象，考慮界面毛管力和有效滑移因素的影響，建立所述單毛管的氣液兩相流的運動方程；

(2)基于步驟(1)中建立的運動方程，獲取單毛管的水相流速方程以及水相流量方程，通過分形理論進行尺度升級，獲取得到巖心尺度的水相流量方程；

(3)根據巖心尺度的水相流量方程，令水相流量為0，計算得到對應的啟動壓力梯度。

進一步地，所述步驟(1)中的界面毛管力表達式為：

式中，p_c為毛管力，γ為界面張力，r為毛管半徑，θ為接觸角。

進一步地，所述步驟(1)中的有效滑移表達式為：

式中，l_se為有效滑移長度，l_sa為表觀滑移長度；l_st為真實滑移長度，μ_b為體相流體粘度，μ_d為有效粘度，λ為孔隙直徑，C—液體常數。

進一步地，所述步驟(1)中的所述單毛管的氣液兩相流的運動方程：

式中：△p為驅動壓差，MPa；p_c為毛管力，MPa；l_se為有效滑移長度，nm；r為毛管半徑，nm；τ_w為極限剪應力，MPa；μ為流體有效粘度，mPa·s；v_w為流體流動速度，nm/s；L為毛管實際距離，nm；s_w為含水飽和度，％。

進一步地，所述步驟(2)中的單毛管的水相流速方程為：

式中，ν_w-s為水相流速。