气体滑脱因子测试装置研究

设计、制作了一台可测试气体滑脱因子b及岩芯克氏渗透率K∞的测试装置,其测试原理基于一种测定岩芯气测渗透率Kg的新方法。利用这种方法,此装置可在一次压力下降过程中记录下多个压力、时间点,从而计算出多个Kg值,然后经最小二乘拟合得出b和K∞。对测试装置作的重复性测试表明该装置是稳定、可靠的。

滑脱因子的经验关系式研究

通过理论分析和公式推导,比较了不同形式滑脱因子的经验关系式的相关性大小,给出了不同公式中系数的取值范围,对滑脱因子的经验关系式的选择和检验具有一定的指导意义。

滑脱效应影响的低渗储层煤层气运移解析分析

采用理论分析方法建立了滑脱效应影响的低渗透储层煤层气运移的数学模型,得到了有限长煤层气体稳态流动的采场压力分布解析式;无限长煤层和球向坐标煤层气体瞬态流动的采场压力分布解析式和相应的产量预测公式。通过具体矿区实例分析了抽采过程中低渗透储层滑脱效应影响的采场压力变化规律和气体产量预测规律。

多孔介质中气体滑脱效应及其对渗流的影响分析

结合K linkenberg气测渗透率表达式和渗透率与平均孔隙半径的关系式改进了滑脱因子及气体渗流规律表达式。进行了不同气体渗流实验;不同渗透率岩心中的气体渗流实验;不同温度下的CO2气体渗流实验;残余液体饱和度条件下的CO2渗流实验。结合公式及实验分析表明,CO2渗流的滑脱因子较大,非线性渗流程度强于N2渗流;高渗透岩心中气体渗流线性相关性较好,低渗透岩心中低压阶段非线性渗流十分明显;较高温度条件下,气体滑脱效应较大,气体非线性渗流明显;单相CO2渗流曲线存在着较强的滑脱效应,液相饱和度存在,削弱了滑脱非线性渗流规律。

页岩气生产分析中动态滑脱现象影响研究

文章引入了动态滑脱概念、动态滑脱因子的计算方法及描述页岩气藏基质流动的数学模型,通过瞬时流速测定方法代替常规井下测试,对高、低渗透率情况下考虑动态滑脱影响的生产情况进行了研究。研究结果表明:多重机理流动对特低渗储层更为重要,特别是对豪微达西基质渗透率的页岩气储层。

低渗气藏中气体渗流Klinkenberg效应研究进展

低渗气藏的开发在我国油气田开发中起着越来越重要的作用,因此,研究低渗气藏中气体渗流的规律有着理论和应用价值.本文回顾了低渗气藏中气体渗流Klinkenberg效应研究的发展历程,详细从Klinkenberg效应的特征、机理、数学描述以及滑脱因子的计算几个方面进行了总结,系统地进行分析,并指出了Klinkenberg渗透率测量中存在的一些实际问题,在总结前人研究成果的基础上,针对这些问题提出了用格子Boltzmann方法研究低渗气藏中气体渗流Klinkenberg效应,不仅可以克服测量过程中存在的问题,并且可以对滑脱因子的影响因素进行定量地分析,为今后更深入的研究和广泛应用奠定了基础.

多因素影响下多孔介质中气体突破渗透率衰减模型

突破渗透率是评价页岩气开发和CO_(2)地质封存的重要指标,但是,突破渗透率的影响因素及其协同影响机制尚不明确。为此,基于部分饱和多孔介质突破压力“S”形曲线模型和滑脱效应理论,建立了部分饱和多孔介质突破渗透率衰减模型,并分别通过较高渗透率玻璃平面孔隙网络可视化空气突破渗流实验,结合前人低渗透率砂岩和页岩岩样CO_(2)、CO_(2)—CH_(4)突破渗流实验成果,验证了衰减模型的有效性,最后分析了突破渗透率的影响因素及其协同影响机理。研究结果表明:①可以同时考虑润湿相初始饱和度、出口背压以及滑脱因子协同作用建立气体突破渗透率衰减模型;②玻璃平面孔隙网络可视化空气突破渗流实验结果以及前人低渗透率岩心突破渗流实验成果验证了气体突破渗透率衰减模型的有效性;③衰减模型比指数模型更能准确地揭示突破渗透率随润湿相初始饱和度的指数式衰减和倒“S”形曲线衰减特征;④润湿相初始饱和度、出口背压以及滑脱因子三者协同影响气体突破渗透率,初始润湿相饱和度较低时,出口背压的升高会引起滑脱因子较高气体的突破渗透率显著降低,而润湿相初始饱和度较高时,无论气体的滑脱因子高或低,出口背压对气体突破渗透率的影响均会变小。结论认为,所建立的气体突破渗透率衰减模型对于加大非常规气藏开发力度、指导CO_(2)地质封存具有重要的意义,有助于推动我国实现“碳中和”目标。

压力降落法气测渗透率的应用分析

介绍了压力降落法测试岩心渗透率的方法,以及压力降落法测试岩心渗透率的公式,并且将滑脱因子b引入到该公式中。通过在专门研制的实验平台上进行实际测量的实验结果,分析总结出滑脱因子b值与渗透率以及与孔隙度之间的经验关系式,为渗透率小于100mD的岩心气测渗透率的测定提供了具体的方法。

泡沫排水采气井井下节流压降规律实验及模型修正

气井井下节流是气田低成本开发的一项关键技术,“井下节流+泡沫排水采气”工艺在适宜条件下可提高气井带液能力。采用传统气液两相嘴流压降模型开展泡排井井下节流气嘴尺寸设计不能满足气井配产要求,通过节流压降规律测试并建立或者完善数学模型有助于提高泡排井井下节流设计水平。设计并搭建了泡沫排水采气井井下节流物理模拟实验装置,利用泡排剂UT-11开展了在不同泡排剂质量分数情况下的节流压降规律测试,利用实验数据对4个常用气液两相嘴流机理模型(Sachdeva模型、Perkins模型、Ashford模型、滑脱数值模型)进行了嘴流流态过渡预测能力评价、质量流速及嘴前压力的预测能力评价。基于实验数据构建了泡沫流滑脱因子计算关系式,提高滑脱数值模型的准确性,质量流速的绝对百分误差从13.7%降至7.69%,嘴前压力的绝对百分误差从16.5%降至8.01%。该研究为泡沫排水采气井井下节流嘴径设计和嘴前压力预测提供了重要理论依据。

东胜气田致密砂岩储层渗流机理

致密砂岩气藏渗流阻力大,废弃压力高,采收率低,含水饱和度影响显著,明确致密砂岩储层气体的渗流机理对于气藏的有效开发具有重要意义。选取东胜气田致密砂岩储层样品100余块,开展了孔渗测试及其相互关系与分布特征分析;进行了致密砂岩储层在不同含水饱和度下的气体渗流特征实验,计算了单相气体及不同含水饱和度下气体渗流的滑脱因子;测试了样品在不同驱替压力下的气水两相相对渗透率曲线。实验研究结果表明:东胜气田致密砂岩储层覆压渗透率约为常压下测得的标准渗透率的1/10,且普遍低于0.1 mD,孔隙度偏低;滑脱效应受渗透率、孔隙压力、含水饱和度影响明显;干岩心气体临界流态特征明显,小于0.1 mD岩样渗流特征曲线为线性,大于0.1 mD岩样非线性特征明显;含水饱和度对于渗流特征曲线影响显著,随着含水饱和度增加,气体渗流由气态渗流过渡到液态渗流,气相渗流滑脱效应逐渐变弱;驱替压差对残余水饱和度影响大,控制气藏生产压差,防止大压差驱动储层水,导致气井大量产水。渗流机理研究对于东胜致密砂岩含水气藏的合理、有效开发具有重要的基础理论支撑作用。

不同流体与黏土矿物对岩石渗透率影响实验研究

储层的渗透率是描述流体在岩石中渗透性的固有属性,在实验室测量的样品液体渗透率往往小于克式校正法修正后的Klinkenberg渗透率.本研究分别以氮气和盐水为介质,分别测量了30块不含黏土矿物的枫丹白露砂岩试块与30块含黏土矿物的Y砂岩试块的渗透率,用以研究不同流体与黏土矿物对渗透率的影响以及气体测量渗透率时滑脱因子b的影响因素.本次实验结果表明,所有试块采用盐水测得的液体渗透率值均小于氮气测的Klinkenberg渗透率值,且Y砂岩的液体渗透率与Klinkenberg渗透率的差异比枫丹白露砂岩更大.同时,在采用液体为介质测量渗透率时,液体与岩石内部表面产生液膜使得枫丹白露砂岩液体渗透率降低,同时液体与黏土矿物的水敏反应使得Y砂岩液体渗透率降低,且水敏反应影响更大.滑脱因子b与Klinkenberg渗透率k_(∞)的关系均符合简单的经验模型,而考虑了试块孔隙度的经验关系式b=a(k_(∞)/φ)^(-n)比未考虑孔隙度的经验公式b=ak_(∞)^(m)更适用于描述不含黏土的枫丹白露砂岩和孔喉结构复杂的Y砂岩.