改进的压力衰竭法测试页岩孔渗参数
发布时间：2022-01-08 13:22
非常规油气藏（如页岩气、煤层气和致密砂岩油气等）的渗透率很低,采用常规方法不易进行测试和评价。因此,提出了一种改进的压力衰竭法,用来测试致密岩样的渗透率和孔隙度,其原理是采用一较小体积的气源容器,在岩样一端施加一个较高的压力,测试系统压力的衰竭过程,通过不同压力和时间内的衰减压差,计算岩心的渗透率和孔隙度。对测试原理进行了分析,并给出孔隙度和渗透率计算模型,同时测试分析典型致密页岩岩样的压力衰竭规律,研究不同因素（气体组分、温度、围压和驱替压力）对压力衰减规律和渗透率的影响。对一页岩岩样根据实验结果计算了不同测试条件下的渗透率值,计算结果表明,随着温度及围压的升高,渗透率均降低,表明温度和围压对渗透率测量结果有重要的影响。渗透率实验测量结果与现场测试结果对比,两者数量级保持一致,表明实验方法可靠。
【文章来源】：油气藏评价与开发. 2020,10(01)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
压力衰竭法实验装置
40℃条件下，CH4在不同岩样中压力衰竭曲线如图2所示。CH4在煤样岩心中的压力衰减速率最快，而在页岩的压力衰减最慢。所测试的煤岩微裂缝和孔隙发育较好，与致密砂岩和页岩相比，渗透率较大。而页岩较为致密，孔隙度和渗透率都很低，所以气体的渗流和压力衰减很慢[16]。显而易见，压力衰竭曲线可以有效地体现岩样的渗透率，即K煤>K致密砂岩>K页岩。BRACE等在1968年首次提出TPD测试方法[17]。相对于稳态测试方法而言，TPD法的主要优点为缩短了测试时间。实验过程中需要记录岩样两端压力随时间变化规律，而文中改进的压力衰减法测试页岩渗透率只需要记录测试气体渗流过程中的入口端压力衰减规律，不需要测量岩心任意截面上的气体流量，也不需要测量出口端压力变化规律。因此，在实验过程中减少了需要测量的变化量，从而减小了因测量误差等人为因素对测试结果的影响，保证测量结果更加准确。选取某一合适的测试压力作为开始时间，即t0=0，取一定的时间间隔（研究的页岩岩样，选取1 s作为时间间隔）记录入口端压力变化规律，测试原理图如图3所示。岩样渗透率可通过公式（7）和公式（8）计算得到。
式中：Kg为气测渗透率，10-3μm2;P(t)为不同时刻入口压力，MPa;Pi为入口端初始压力，MPa；μ为气体黏度，m Pa·s;z为气体压缩因子，MPa-1;L为岩心长度，cm;Vu为岩心入口端体积，cm3;A为岩心横截面积，cm2；α为半对数坐标中P(t)/Pi与时间t的对应斜率，如图4所示。图4 无因次压力随时间变化曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]川南地区龙马溪组页岩高压甲烷等温吸附特征[J]. 王曦蒙,刘洛夫,汪洋,盛悦. 天然气工业. 2019(12)
[2]页岩应力敏感性分析研究[J]. 任世杰,刘大鹏. 非常规油气. 2019(01)
[3]微注入压降测试在页岩气储层评价中的应用[J]. 任建华. 科学技术与工程. 2018(30)
[4]低温氩气吸附实验在页岩储层微观孔隙结构表征中的应用[J]. 朱汉卿,贾爱林,位云生,贾成业,金亦秋,袁贺. 石油实验地质. 2018(04)
[5]页岩压裂裂缝渗透率的测试与分析[J]. 尹丛彬. 天然气工业. 2018(03)
[6]变温变压下页岩与煤岩吸附量变化的比较研究——以ALUM页岩与崔家沟7号煤为例[J]. 李东,郝静远,孙晨光,牛国斌. 非常规油气. 2018(01)
[7]四川盆地涪陵地区五峰—龙马溪组解吸气特征及影响因素分析[J]. 李凯,孟志勇,吉婧,郑晓薇,张谦,邹威. 石油实验地质. 2018(01)
[8]变温变压下煤岩甲烷吸附变化量的研究——以陕西韩城下峪口煤为例[J]. 李东,郝静远. 非常规油气. 2017(02)
[9]致密储层样品体积测量对孔隙度误差的影响[J]. 陈思宇,田华,柳少波,李才喜,郝加庆,郑永平. 石油实验地质. 2016(06)
[10]页岩储层渗透率测量方法研究进展[J]. 赵立翠,王珊珊,高旺来,赵莉. 断块油气田. 2013(06)
博士论文
[1]煤层气井产能预测及提高产能方法研究[D]. 任建华.中国石油大学(华东) 2014
本文编号：3576632
【文章来源】：油气藏评价与开发. 2020,10(01)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
压力衰竭法实验装置
40℃条件下，CH4在不同岩样中压力衰竭曲线如图2所示。CH4在煤样岩心中的压力衰减速率最快，而在页岩的压力衰减最慢。所测试的煤岩微裂缝和孔隙发育较好，与致密砂岩和页岩相比，渗透率较大。而页岩较为致密，孔隙度和渗透率都很低，所以气体的渗流和压力衰减很慢[16]。显而易见，压力衰竭曲线可以有效地体现岩样的渗透率，即K煤>K致密砂岩>K页岩。BRACE等在1968年首次提出TPD测试方法[17]。相对于稳态测试方法而言，TPD法的主要优点为缩短了测试时间。实验过程中需要记录岩样两端压力随时间变化规律，而文中改进的压力衰减法测试页岩渗透率只需要记录测试气体渗流过程中的入口端压力衰减规律，不需要测量岩心任意截面上的气体流量，也不需要测量出口端压力变化规律。因此，在实验过程中减少了需要测量的变化量，从而减小了因测量误差等人为因素对测试结果的影响，保证测量结果更加准确。选取某一合适的测试压力作为开始时间，即t0=0，取一定的时间间隔（研究的页岩岩样，选取1 s作为时间间隔）记录入口端压力变化规律，测试原理图如图3所示。岩样渗透率可通过公式（7）和公式（8）计算得到。
式中：Kg为气测渗透率，10-3μm2;P(t)为不同时刻入口压力，MPa;Pi为入口端初始压力，MPa；μ为气体黏度，m Pa·s;z为气体压缩因子，MPa-1;L为岩心长度，cm;Vu为岩心入口端体积，cm3;A为岩心横截面积，cm2；α为半对数坐标中P(t)/Pi与时间t的对应斜率，如图4所示。图4 无因次压力随时间变化曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]川南地区龙马溪组页岩高压甲烷等温吸附特征[J]. 王曦蒙,刘洛夫,汪洋,盛悦. 天然气工业. 2019(12)
[2]页岩应力敏感性分析研究[J]. 任世杰,刘大鹏. 非常规油气. 2019(01)
[3]微注入压降测试在页岩气储层评价中的应用[J]. 任建华. 科学技术与工程. 2018(30)
[4]低温氩气吸附实验在页岩储层微观孔隙结构表征中的应用[J]. 朱汉卿,贾爱林,位云生,贾成业,金亦秋,袁贺. 石油实验地质. 2018(04)
[5]页岩压裂裂缝渗透率的测试与分析[J]. 尹丛彬. 天然气工业. 2018(03)
[6]变温变压下页岩与煤岩吸附量变化的比较研究——以ALUM页岩与崔家沟7号煤为例[J]. 李东,郝静远,孙晨光,牛国斌. 非常规油气. 2018(01)
[7]四川盆地涪陵地区五峰—龙马溪组解吸气特征及影响因素分析[J]. 李凯,孟志勇,吉婧,郑晓薇,张谦,邹威. 石油实验地质. 2018(01)
[8]变温变压下煤岩甲烷吸附变化量的研究——以陕西韩城下峪口煤为例[J]. 李东,郝静远. 非常规油气. 2017(02)
[9]致密储层样品体积测量对孔隙度误差的影响[J]. 陈思宇,田华,柳少波,李才喜,郝加庆,郑永平. 石油实验地质. 2016(06)
[10]页岩储层渗透率测量方法研究进展[J]. 赵立翠,王珊珊,高旺来,赵莉. 断块油气田. 2013(06)
博士论文
[1]煤层气井产能预测及提高产能方法研究[D]. 任建华.中国石油大学(华东) 2014
本文编号：3576632
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3576632.html
