低渗气藏单相气体渗流特征分析.pdf

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1、2010年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．201O第25卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．25No．1文章编号：1673-064X(2010)O1-0041-04低渗气藏单相气体渗流特征分析闰健，张宁生，刘晓娟，贾金娥(1．中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室，北京102249；2．西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065；3．长庆油田分公司第三采气厂，内蒙乌审旗017300)摘要：目前对低渗气藏单相气体渗流

2、规律已有初步认识，但在渗流特征方面大多仅限于定性描述，认为渗流曲线由低压力平方梯度下的上凸曲线段和较高压力梯度下的拟线性段组成，存在拟初始流速、临界压力平方梯度和临界渗流速度，未进行定量描述．利用苏里格低渗气田岩心，通过大量室内气体渗流实验，分析了渗透率对渗流曲线的影响，并得出了拟初始流速、临界压力平方梯度与岩心物性参数之间的函数关系．结果表明：拟初始流速与岩心系数呈线性关系，临界压力平方梯度与岩心系数呈负幂函数关系；最终给出分段描述低渗气藏单相气体渗流曲线的方程组．研究结果为更好认识低渗气藏渗流规律提供了理论依据．

3、关键词：低渗透气藏；渗流曲线；拟初始流速；临界压力平方梯度中图分类号：TEl22．23文献标识码：A随全世界对天然气能源需求量不断增大，常规心进口压力差为4．5MPa，岩心出口端压力为大气天然气藏的产量和可采储量都显示出日益降低的趋压，实验温度25℃．势，非常规天然气资源则成了最有希望的补充能源，1．2实验流程因而低渗透气藏的勘探开发越来越受到重视¨J．然实验流程见图1．而由于低渗透气藏的地质条件非常复杂，其渗流规律与常规的气藏也有很大区别．目前在低渗气藏渗流规律研究方面还远不及低渗油藏深入，对于其渗流特征大部分还限

4、于定性的描述引，有许多技术问题有待于国内外学者做进一步深入的研究，这给低渗气藏的精确数值模拟带来较大难度]．本文通过室内实验对低渗气藏单相气体渗流特征进行了分析研究，并对渗流曲线进行了定量的描述．图1单相气体渗流实验流程图1实验方法及步骤1．3实验步骤(1)按图1所示安装实验装置；1．1实验方法(2)用手摇泵为岩心夹持器提供一个稳定的围对l8块天然岩心进行了室内物理模拟实验．岩压：心取自苏里格气田，岩心渗透率在(o．Ol～2．25)×(3)打开气源，在较高压力条件下用气体驱替10～m，大部分低于1×10I3Ixm，实

5、验流体为高岩心，并保持一定的时间；纯氮气，实验最高控制压力0．6MPa，保持围压与岩(4)将气体压力恒定到一个值，调整手摇泵，保收稿日期：2009—11-15作者简介：闫健(1981一)，男，博士，主要从事油气田开发技术方面的研究一42一西安石油大学学报(自然科学版)持围压与岩心进口压力差为4．5MPa；=m(竽)⋯(2)(5)保持一定时间，利用皂泡流量计测量流量，直到流量稳定，记下流量和压力；上述两式中的0，b，c，m，各项系数均由实验确定．(6)改变岩心进口压力，重复步骤(4)和(5)；(2)渗流曲线直线段的反向

6、延长线在流速轴上(7)改变岩心和实验条件，重复步骤(3)、步骤有一个正截距，即压力平方梯度为零时存在一个(4)、步骤(5)和步骤(6)；“拟初始流速；”，该初始流速反映了气体在干燥岩心中渗流时受滑脱效应的影响．(8)整理实验数据，得出结论．(3)渗流曲线由较低压力平方差梯度下的曲线2实验结果分析段平缓过渡到较高压力平方差梯度下的直线段，两者之间有一个交点，即存在一个从非线性渗流向拟2．1渗流曲线特征分析线性渗流过渡的临界点，该点对应的压力平方差梯不同岩心压力平方差梯度与流速的关系见图度称“临界压力平方梯度(△p／)”

7、，对应的渗流速2．从图2可看出，低渗透干燥岩心中单相气体渗流度为“临界渗流速度”．曲线并不符合流速与压力平方差梯度的关系为一直对几块不同渗透率岩心的渗流曲线进行了克氏线的特征，即由于气体滑脱效应的影响，在较低压力回归，结果见图3．平方梯度下单相气体渗流出现了非达西流特征．量＼瓣3、删雕媾压力倒数／MPa-。压力平方差梯度／(MP·m‘)图3不同渗透率岩心克氏回归曲线图2不同岩心压力平方差梯度与流速关系曲线众所周知，低渗透气藏干燥岩心中单相气体渗(1)在实验压力范围之内，岩心压力平方差梯流同时受毛管阻力和滑脱效应作用．

8、从图3中的岩度与流速关系曲线由平缓的两段组成，即由较低压心克氏回归曲线不难看出，在较低的孔隙压力条件力平方差梯度下的上凸型非线性渗流曲线段向较高下，随压力的增加，岩心渗透率逐渐增加，毛管阻力压力平方差梯度下的拟线性渗流直线段转变．作用大于滑脱效应作用；在较高的孔隙压力条件下，对于出现非线性曲线段和拟线性渗流直线段组随压力的增加，岩心渗透率减小，