[发明专利]一种非稳态变流速大尺度岩心水驱气相对渗透率测试方法

说明书

本发明属于水驱气藏开采技术领域，具体为一种非稳态变流速大尺度岩心水驱气相对渗透率测试方法，包括步骤一：从研究区取心后，测量取心样品的孔隙度Φ和渗透率K，结合研究区测井曲线确定孔隙度Φ和渗透率K的范围，并对取心样品进行X衍射，得到其矿物组成，根据取心样品的矿物组成合成相应孔隙度Φ和渗透率K范围内的人造大尺度全直径岩心，将人造大尺度全直径岩心放入烘箱内烘干48小时后取出，按照行业标准测量其直径D，长度L，计算截面积A，孔隙度Φ和渗透率K，大气压Pa下称其干重M1，其结构合理，靠两个六通阀就可以同时测量气驱水和水驱气实验，操作简单，成本低，实现的功能多，精确度高。

技术领域

本发明涉及水驱气藏开采技术领域，具体为一种非稳态变流速大尺度岩心水驱气相对渗透率测试方法。

背景技术

世界能源优化结构要求能源逐渐向低碳化甚至无碳化发展。天然气作为一种低碳化能源，热效率高、环境效益好，在目前能源结构中占据举足轻重的位置。据2020年世界能源统计分析，天然气在世界油气一次能源消费结构中占比达到总能源的24.2％，创历史新高。从我国的形式来看，国家已经将天然气的开发和利用提高到非常重要的位置。因此，提高天然气的产量将有助于我国国民经济对天然气日益增长的需求。国内水驱气藏在已投入开发气藏中占有较大比重，其中主要分布在四川气田，南海气田等。水驱气藏开发初期不产水，随着生产压力的下降，边水侵入是水驱气藏开发后期产生气水两相流的主要原因。气水两相渗流理论属于多相渗流理论研究，大多数多相渗流理论主要集中在油水两相、油气两相和油气水三相渗流，对气水两相渗流过程研究相对较少。对于非均质强的孔隙型疏松砂岩水驱气藏，开发过程主要以水驱气渗流形式为主。水驱气藏开发过程中两相渗流过程较为复杂，在气藏开发过程中由于边水侵入气区形成水驱气两相渗流，而随着开采地层压力下降，封闭气体积膨胀在气藏中又会形成气驱水两相渗流。因此，水驱气藏在渗流过程是同时存在水驱气和气驱水两种渗流方式。气驱水和水驱气渗流过程是不一样的，其实验测量方法和相对渗透率曲线也不同，所获得的剩余气饱和度存在较大差异。显然目前矿场实验常用气驱水相对渗透率实验测量结果来获得水驱气藏剩余气分布和实际水驱气藏剩余气分布是不匹配的，较难指导实际水驱气藏剩余气的高效开采。

现有技术可获得水气相对渗透率曲线，但是由于水驱气藏特殊的成藏条件和开采要求，这些方法应用于水驱气藏还存在一定的不足：

(1)水驱气藏非均质性较强，储层绝对渗透率从零点几毫达西到几百毫达西不等。孔喉分布较为复杂，常规实验直接获取水气相对渗透率曲线较为困难，且价格昂贵。

(2)大部分水驱气藏富含较为活跃的边底水，边底水的侵入使得水驱气藏渗流规律十分复杂。常规气藏的渗流机理和气、水两相相对渗透率计算公式以及含水饱和度的求取都无法满足水驱气藏的实际生产要求。

(3)目前大多气藏使用非稳态气驱水的实验方法获得气水相对渗透率曲线，该方法克服了稳态法较为费时等缺陷，但是由于大部分水驱气藏渗透率较高，气驱水的实验方法所获得的气水相对渗透率曲线两相共渗区宽，残余气饱和度较低。如果用气驱水得到的相对渗透率曲线计算的剩余气分布与气藏实际剩余气分布存在很大偏差，预测不准不利于提高剩余气的采收率。

(4)水驱气藏在水侵过程中，储层表面颗粒脱落运移造成气水相对渗透率的变化。目前实验方法无法测定和校准。

(5)常规标准岩心(5cm*2.5cm)内含气量较少，且入口端和出口端压力差使得气体体积发生膨胀。用水驱气实验方法在常规标准岩心中很难准确计量累积产气量。所测得的相对渗透率曲线不准确。

(6)在实验过程中，管线、夹持器以及计量装置中的死孔隙体积对气、水两相相对渗透率数据的获取有很大影响。

(7)采用其他气水两相相对渗透率，如生产数据计算、毛管压力计算等间接求取的方法，计算量较大，且具有较高的成本。