低温对煤岩渗透性影响试验研究

发布时间：2019-09-27 07:11

【摘要】：液氮压裂过程向地层注入液氮而产生的低温会对煤层岩石造成破坏,导致煤层渗透率升高。为揭示液氮注入地层过程对煤层渗透率影响的规律,采用压力脉冲衰减法开展了低温处理前、后煤岩渗透率测试试验。对比干燥与饱水煤岩在不同处理温度下的渗透率测试结果,-10、-25、-40℃及液氮(-195.8℃)低温处理30 min都会导致煤岩渗透率升高,饱水煤岩渗透率升高幅度高于干燥煤岩;随着处理温度的降低,煤岩渗透率升高幅度变大,拟合得到了渗透率升高率与煤岩处理温度之间的指数关系。通过试验结果分析,详细论述了低温导致煤岩破坏并提高煤层渗透率的原理。
【图文】：

制?坏对储层渗透率有何影响尚无人研究。本文针对液氮压裂过程，研究液氮注入产生的一次冻融条件下煤岩渗透率变化规律，对煤层气井进行液氮压裂的增产机制提供理论依据，具有重要的参考价值。2低温对煤岩渗透率影响试验2.1岩样制备试验用煤岩样取自沁水盆地南部晋城煤业集团寺河煤矿3#煤层。煤岩样严格按照储层敏感性流动试验评价方法国家标准[18]要求制作。将所取煤块通过西南石油大学国家重点试验室取芯设备取芯，并将所取岩芯两端按照要求长度切割平整。煤岩芯为直径为2.5cm，，长度为3～5cm的圆柱体。图1试验用煤岩样Fig.1Samplesofcoalrockinexperiments2.2试验装置干燥处理装置为SG-3恒温箱，海安县石油科研仪器公司，温度范围为5～300℃。低温处理装置为W-505A低温恒温槽，产自天津比朗科技有限公司（见图2），冷却媒介为无水乙醇，温度范围为40～95℃，温度波动范围为0.1℃；试验室用液氮。图2低温恒温槽Fig.2Low-temperaturethermostatbath渗透率测试仪器为lowgaspermeabilitymeasure-ment700超低渗气体渗透率仪（见图3），产自法国SANCHEZTECHNOLOGIES公司，工作介质为高纯氮气，测量范围为(0.00001～0.1)10-3μm2。2.3试验原理天然煤岩芯渗透率极低，利用常规的稳态法气测渗透率仪器及方法很难测出，本次试验采用非稳态压力脉冲衰减法[19]进行测试。测试过程岩芯样品装在一个岩芯夹持器中，然后将夹持器与控制模块连接，用手动液压泵加上围压，然后测量渗透率。控制模块首先给岩芯施加一个孔隙压力，然后通过岩芯传递一个压差脉冲，随着压力瞬间传递通过岩芯，计算机数据采集系统记录岩芯两端的压力差、下游压力和时间，并在电脑软件屏幕上绘制出压差和平均压力与时间的对数曲线，

低温恒温槽Fig.2Low-temperaturethermostatbath
【作者单位】： 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司;中国石油大学(北京)石油工程学院;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院;
【基金】：国家重点实验室开放研究课题(No.PLN1208) “十二五”国家科技重大专项(No.2011ZX05042-002-001)~~
【分类号】：TE37

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本文编号：2542581