裂缝性地层气水两相渗流机理研究

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1、第卷第期天然气工业百翻脚峨翔厩裂缝性地层气水两相渗流机理研究‘吴建发‘郭建春赵金洲’,西南石油学院研究生院“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油学院吴建发等裂缝性地层气水两相渗流机理研究,。门一天然气工业摘要,,文章首先利用先进的激光刻蚀技术将岩石的真实裂缝结构刻蚀在光学玻璃板上制作成可供摄像用的,,,即透明微观物理模型并加压让气水两相壳过微裂缝观察到气水两相在裂缝性地层中的流动分为三种现象、、和卡断现象。,,将气水,即静水窜绕流在此基础上建立了气水两相裂缝渗流模型两相流动分为四个流动阶段止、运动、。,利用能量守恒原理详卡

2、住和卡断阶段从微观渗流角度出发细地分析了裂缝性地层中气水两相渗流机,。,理证明裂缝性地层中气水两相流动具有不连续性该过程不能用方程进行分析计算同时也说明裂缝性,、。地层中的气水分布与压力分布无关只与构造形态水侵特征和产水历史有关由此我们知道有水气井井底产水,口,,具有波动性不能用井产水来描述井底产水从而提高了对裂缝性地层中气水两相渗流特征的认识可以更好地。指导裂缝性地层中有水气井的生产主题词裂缝性储集层渗流模型相态机理实验裂缝性地层中,由于裂缝形态的复杂性,使地层流能力,在较低的驱替压差下,水就会以较快的速度,,中的气水两相流动情况

3、也十分复杂而气水流动又进人较大的裂缝其结果会将许多孔隙和微细裂缝,,。与油气流动不同油气两相存在互溶关系可以用中的气体封闭起来,而卡断现象方程进行分析计算气水流动则不适于使用,由,方程目前还没有成熟的理论可以直接应用于于贾敏效应气泡流经狭窄裂缝时形状发生。改变,即“收一一”,裂缝性地层气水两相流动为了更好地指导裂缝性缩变形膨胀使得连续流动的气泡,。地层,在狭窄裂缝处发生卡断成为不连续相中天然气的开采需要研究裂缝性地层气水两相渗流机理。二、气水两相渗流机理研究、一气水两相裂缝流动现象气水两相裂缝模型的基本假设‘愁,利用先进的激光刻蚀技

4、术将岩石的真实裂基本假设是①裂缝中所有流体的流动均服从缝结构在光学玻璃板上刻蚀出来,制作成可供摄像达西定律②流动过程中,储层温度保持不变,为等〔,温,用的透明微观物理模型观察到如下气水两相流渗流③流动过程中气水两相无相变或相间传。动现象。质〔〕水窜现象气水两相裂缝流动模型的建立,,,如图所示设平行裂缝宽度为裂缝最狭窄在裂缝一孔隙模型当中裂缝是主要的渗流通,二,道,,处的宽度为水的平均运动速度为气泡是规则并且裂缝具有较高的导流能力所以当水进人模,。型人口处后,便以极快的速度在模型中沿裂缝发生的椭球形并且居于裂缝中心气泡上游的压力为,,

5、,、,水窜现象。下游的压力为则压差为△一一气泡由,、,下绕流现象上游向下游运动气泡上游的毛管力为丸游的,。口处,由于裂毛管力为为气泡壁与裂缝壁之间的摩擦力当模型人见水后缝具有很高的导关。本文系四川省重点实验室基金项目省室基金。的部分成果作者简介吴建发,年生,在读博士研究生一直从事油气增产理论与措施等研究。地址‘四川省成都市新。。一。。。‘。都区西南石油学院博级电话。天然气工业年上月月,,,当时大气泡前端逐渐个土甲么‘运动变形,并且逐渐通过狭窄喉道。当大气泡的最一赶士垂,前端通过狭窄喉道时表面张力使其最前端变成圆球形,此时,〔达到最大

6、,其大小等于狭窄裂缝宽度图气泡静止在裂缝中,。厂的一半即此时是大气泡变形的极限状态由于,贾敏效应其最前端脱离大气泡主体而后端则,在下面的分析中笔者将气泡的整个运动过程,。此滞留下来即大气泡被卡断极限毛管力为一分为四个阶段。。丸一一静止阶段能量聚集,,如图所示该阶段气泡很小水对气泡的摩擦一,‘丁万力不足,一以使气泡运动在后续气泡运动还没有到达声一一,,奋资一一该气泡的最末端时该气泡没有得到能量补充各力,。,△斗厂〔一图气泡卡在裂缝中仍保持平衡气泡静止不动此时十,假设后续气泡运动速度为二,当后续气泡运动,,根卡断阶段能量损失与该气泡末端

7、接触时此气泡得到能量补充据能,,量,,,如图所示大气泡由于聚并了许多小气泡其守衡定律后续气泡遇到阻力运动速度变慢该,,。气泡得到后续气泡补充的能量,形状发生改变,毛管体积较大并且水的过流通道非常小摩擦力较大,力大小随之发生变化。当两个气泡聚并在一起时,当大气泡最前端通过狭窄喉道时其后端不能顺利。,毛,通过狭窄喉道这样整个大气泡被卡断而成为两部该气泡体积变大管力发生更大的变化气泡壁与裂,分一部分通过狭窄喉道另一部分不能通过狭窄喉缝壁形成的水的通道必然缩小摩擦力变大此时。,,力的平衡可能遭到破坏。道由于这一过程中损失了能量因此未能通过狭

8、窄喉道的气泡内部压力减小,此时,该气泡由于运动阶段能量聚集,,,,的作用开始收缩变形如果收缩变形较小水的过流如果△十簇该气泡仍然静止不动,,一〔、继续等待后续气泡补充能量如果△‘通道稍稍变大摩擦力的作用变小十十,,,,聚△如果收缩变形