[发明专利]一种致密气藏启动压力梯度的确定方法

说明书

本发明提供了一种致密气藏启动压力梯度的确定方法，该方法包括：以致密气藏基质中单毛管为研究对象，考虑界面毛管力和有效滑移因素的影响，建立所述单毛管的气液两相流的运动方程；基于建立的运动方程，获取单毛管的水相流速方程以及水相流量方程，通过分形理论进行尺度升级，获取得到岩心尺度的水相流量方程；根据岩心尺度的水相流量方程，令水相流量为0，计算得到对应的启动压力梯度。本发明克服了现有技术中无法通过理论模型表征致密气藏启动压力梯度的难点，使得启动压力梯度的计算更为快速准确。

技术领域：

本发明涉及石油天然气开发领域，具体涉及一种致密气藏启动压力梯度的确定方法。

背景技术

我国致密气资源丰富、开发潜力大，已成为我国天然气增储上产的最重要领域之一。与常规油气藏相比，致密气藏储层基质渗透率低，需采用水力压裂的开发方式才能获得工业产能。

低渗透致密气层，孔喉细小，孔隙连通性差，毛管阻力较大，含水饱和度普遍较高，气体渗流容易产生不同于中高渗气藏的独特渗流特征。实验表明岩心含水饱和度大于某一界限值时，气体渗流表现出低速非达西渗流特征，即存在启动压力梯度。致密气藏启动压力梯度普遍存在于基质渗流过程中。以往研究都主要基于实验测定，但实验方法不具有普适性，同时不能准确揭示含水饱和度对启动压力梯度影响的机理；而且目前针对致密气藏启动压力梯度的因素认识不充分，通过实验现象仅仅得出宏观现象，因此无法准确反映气体在基质中的渗流特征。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有方法中的不足，提供一种致密气藏启动压力梯度的确定方法，克服了现有技术中无法通过理论模型表征致密气藏启动压力梯度的难点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

本申请提供了一种致密气藏启动压力梯度指示曲线的确定方法，包括步骤：

(1)以致密气藏基质中单毛管为研究对象，考虑界面毛管力和有效滑移因素的影响，建立所述单毛管的气液两相流的运动方程；

(2)基于步骤(1)中建立的运动方程，获取单毛管的水相流速方程以及水相流量方程，通过分形理论进行尺度升级，获取得到岩心尺度的水相流量方程；

(3)根据岩心尺度的水相流量方程，令水相流量为0，计算得到对应的启动压力梯度。

进一步地，所述步骤(1)中的界面毛管力表达式为：

式中，p_c为毛管力，γ为界面张力，r为毛管半径，θ为接触角。

进一步地，所述步骤(1)中的有效滑移表达式为：

式中，l_se为有效滑移长度，l_sa为表观滑移长度；l_st为真实滑移长度，μ_b为体相流体粘度，μ_d为有效粘度，λ为孔隙直径，C—液体常数。

进一步地，所述步骤(1)中的所述单毛管的气液两相流的运动方程：

式中：△p为驱动压差，MPa；p_c为毛管力，MPa；l_se为有效滑移长度，nm；r为毛管半径，nm；τ_w为极限剪应力，MPa；μ为流体有效粘度，mPa·s；v_w为流体流动速度，nm/s；L为毛管实际距离，nm；s_w为含水饱和度，％。

进一步地，所述步骤(2)中的单毛管的水相流速方程为：

式中，ν_w-s为水相流速。