低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田開發(fā)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種低滲透油藏中液體全壓力 梯度-流量關(guān)系的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣藏開發(fā)中，隨著常規(guī)中高滲透率油藏資源的日漸枯竭，越來越多的低滲透、 超低滲透油藏投入開發(fā)，今年來更有致密油氣藏和頁巖氣藏開始投入油氣開采。這類油藏 的共同特點(diǎn)是滲透率低，開發(fā)難度大，目前公認(rèn)的概念認(rèn)為：滲透率于50毫達(dá)西的油藏，稱 為低滲透油藏。研究表明：液體在低滲透油藏中流動時存在啟動壓力，啟動壓力的存在，造 成了油藏中水、油流動的壓力梯度一流量關(guān)系的異常，流動特征不再符合達(dá)西定律，如圖1 所示。
[0003] 在低滲透油藏中水、油流動的壓力梯度一流量關(guān)系測量中，傳統(tǒng)的多功能巖芯驅(qū) 替設(shè)備無法準(zhǔn)確測量啟動壓力梯度，即無法確定靜止一流動的分界壓力梯度點(diǎn)。為此我們 發(fā)明了一種新的低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測量方法，解決了以上技術(shù)問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種可以克服目前用傳統(tǒng)的多功能巖芯驅(qū)替裝置，無法準(zhǔn)確 測量巖芯的啟動壓力，不能夠描述低滲透油藏全壓力梯度一流量關(guān)系的問題，可以準(zhǔn)確測 量低滲透巖芯全壓力梯度一流量關(guān)系的方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量 關(guān)系的測量方法，該低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測量方法包括：步驟1，采 用毛細(xì)管連通器裝置測量低滲透巖芯的靜態(tài)啟動壓力梯度；步驟2,采用多功能巖芯驅(qū)替 裝置測量穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系；以及步驟3,將靜態(tài)法測量得到的低滲透巖芯的啟動 壓力梯度，和穩(wěn)態(tài)法測量得到的穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量數(shù)據(jù)繪制在同一張圖形中，即得到了 低滲透巖芯中液體流動的全壓力梯度一流量關(guān)系。
[0006] 本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：
[0007] 在步驟1中，采用的該毛細(xì)管連通器裝置包括第一毛細(xì)管、第一刻度尺、巖芯夾持 器、第二刻度尺和第二毛細(xì)管，在測量液體在低滲透巖芯中的靜態(tài)啟動壓力梯度時，將巖芯 放入該巖芯夾持器中，將該第一毛細(xì)管、該巖芯夾持器和該第二毛細(xì)管依次連接；從該第一 毛細(xì)管注入水或者油，待液體從該第一毛細(xì)管在重力的作用下，經(jīng)過巖芯流到另一端該第 二毛細(xì)管穩(wěn)定后，記錄水在該第一毛細(xì)管和該第二毛細(xì)管的高度差，從而計(jì)算得到該巖芯 的靜態(tài)啟動壓力。
[0008] 在步驟1中，測量低滲透巖芯的靜態(tài)啟動壓力梯度的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
[0009] (1)將己知長度和直徑的低滲透巖芯放入該巖芯夾持器中；
[0010] ⑵將兩根直徑相同的玻璃毛細(xì)管即該第一毛細(xì)管和該第二毛細(xì)管，通過軟連接 在該巖芯夾持器的兩端；將該第一毛細(xì)管和該第二毛細(xì)管垂直放置、該巖芯夾持器水平放 置，整體呈"U"形，固定在一個帶直尺的光滑平板上；
[0011] (3)從該第一毛細(xì)管的一端將礦化度水注入，等待水通過被測巖芯，到達(dá)另一端的 該第二毛細(xì)管；
[0012] (4)在礦化度水進(jìn)入該第二毛細(xì)管后，待水從另一側(cè)流出后，停止注水，等待水在 管道中達(dá)到靜止后，測量并記錄該第一毛細(xì)管和該第二毛細(xì)管中的水柱高度差；
[0013] (5)再次注入適量的礦化度水，待水在管道中達(dá)到靜止后，測量并記錄該第一毛細(xì) 管和該第二毛細(xì)管中的水柱高度差；重復(fù)做此實(shí)驗(yàn)；
[0014] (6)為了確定實(shí)驗(yàn)中該第一毛細(xì)管和該第二毛細(xì)管的對稱性，用吸水法從原注入 端每次抽吸適量的水，建立巖芯夾持器兩端的毛細(xì)管內(nèi)水柱高差；然后采用步驟（4)和步 驟（5)的方法，測量水靜止?fàn)顟B(tài)下，該第一毛細(xì)管和該第二毛細(xì)管中水柱的高差；
[0015] (7)將測量到的高度差進(jìn)行算術(shù)平均，計(jì)算被測低滲透巖芯的啟動壓力梯度。
[0016] 在步驟1中，計(jì)算被測低滲透巖芯的啟動壓力梯度采用公式如下：
[0018] 式中：G為啟動壓力梯度，Pa/m ; P為流體密度，kg/m3;g為重力加速度，m/s 2; Ah 為水柱的高度差，m ;L為巖心的長度，m。
[0019] 在步驟2中，該多功能巖芯驅(qū)替裝置包括液罐、恒流栗、巖芯夾持器、差壓計(jì)、流 量計(jì)和廢液罐，在測量液體在低滲透巖芯中的穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系時，將巖芯放入該 巖芯夾持器中，將該液罐、該恒流栗、該巖芯夾持器、該差壓計(jì)、該流量計(jì)和該廢液罐依次連 接；在該巖芯夾持器加上環(huán)壓后，由該恒流栗注入水或者油，在若干壓差下，測量穩(wěn)定流量， 從而計(jì)算得到該巖芯的穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系。
[0020] 在步驟2中，測量低滲透巖芯的穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
[0021] (1)將己知長度和直徑的飽和水的或飽和油的低滲透巖芯放入該巖芯夾持器中；
[0022] (2)將該巖芯夾持器一端與該恒流栗連接，另一端與該流量計(jì)連接，并水平放置；
[0023] (3)在該巖芯夾持器上加上環(huán)壓，使液體只能通過巖芯流動；
[0024] (4)用該恒流栗將礦化度水注入巖芯，采用該差壓計(jì)調(diào)整巖芯兩端的壓差在一定 的數(shù)值上，待流量穩(wěn)定后，用該流量計(jì)測量流量；
[0025] (5)重復(fù)步驟（4)，獲得若干不同壓差下的流量數(shù)值；
[0026] (6)將測量的壓力梯度和流量數(shù)值繪制在一張圖形中，即構(gòu)成了低滲透巖芯的穩(wěn) 態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系曲線。
[0027] 本發(fā)明中的低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測量方法，為了解決啟動 壓力梯度難以測量的問題，首先用毛細(xì)管，通過靜態(tài)法測量巖芯的啟動壓力；然后用多功能 巖芯驅(qū)替裝置，通過穩(wěn)態(tài)流動實(shí)驗(yàn)，測量流動條件下的壓力梯度一流量關(guān)系；最后將靜態(tài)法 試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)法試驗(yàn)所得的試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)一繪制在一張圖形上，就得到了相應(yīng)的液體全壓力梯 度一流量關(guān)系。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是精確測量低滲透巖芯的啟動壓力，可以 在全壓力梯度上得到液體流動的壓力梯度一流量關(guān)系，所得低滲透巖芯的流量特征更加準(zhǔn) 確，可用于低滲透油藏的流動特征描述。
【附圖說明】
[0028] 圖1為低滲透多孔介質(zhì)的流動示意圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明的低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測量方法的一具體實(shí) 施例的流程圖；
[0030] 圖3為測量低滲透巖芯靜態(tài)啟動壓力的裝置的示意圖；
[0031] 圖4為測量低滲透巖芯動態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系的裝置的示意圖；
[0032] 圖5為本發(fā)明的實(shí)施例1中巖心中壓力梯度與流量的關(guān)系的示意圖；
[0033] 圖6為本發(fā)明的實(shí)施例2中巖心中壓力梯度與流量的關(guān)系的示意圖；
[0034] 圖7為本發(fā)明的實(shí)施例3中巖心中壓力梯度與流量的關(guān)系的示意圖；
[0035] 圖8為本發(fā)明的實(shí)施例4中巖心中壓力梯度與流量的關(guān)系的示意圖；
[0036] 圖9為本發(fā)明的實(shí)施例5中巖心中壓力梯度與流量的關(guān)系的示意圖；
[0037] 圖10為本發(fā)明的實(shí)施例6中巖心中壓力梯度與流量的關(guān)系的示意圖；
[0038] 圖11為本發(fā)明的實(shí)施例7中巖心中壓力梯度與流量的關(guān)系的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施 例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0040] 如圖2所示，圖2為本發(fā)明的低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測量方 法的流程圖。
[0041] 在步驟101，用毛細(xì)管連通器裝置測量巖芯的靜態(tài)啟動壓力梯度。
[0042] 該測量裝置包括以下各組分組成：第一毛細(xì)管1、第一刻度尺2、巖芯夾持器3、第 二刻度尺4、第二毛細(xì)管5。測量液體在低滲透巖芯中的靜態(tài)啟動壓力時，將巖芯放入巖芯 夾持器3中，將第一毛細(xì)管1、巖芯夾持器3和該第二毛細(xì)管5依次連接；從第一毛細(xì)管1注 入水（或者油，根據(jù)巖芯飽和的介質(zhì)確定），待液體從第一毛細(xì)管1在重力的作用下，經(jīng)過巖 芯流到另一端第二毛細(xì)管5穩(wěn)定后，記錄水在第一毛細(xì)管1和第二毛細(xì)管5的高度差，從而 計(jì)算得到該巖芯的靜態(tài)啟動壓力。
[0043] 測量巖芯的靜態(tài)啟動壓力梯度的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
[0044] (1)將己知長度和直徑的低滲透巖芯放入巖芯夾持器3中；
[0045] (2)將兩根直徑相同的玻璃毛細(xì)管第一毛細(xì)管1和第二毛細(xì)管5,通過軟連接在巖 芯夾持器3的兩端；將第一毛細(xì)管1和第二毛細(xì)管5垂直放置、巖芯夾持器3水平放置，整 體呈"U"形，固定在一個帶直尺的光滑平板上；
[0046] (3)從第一毛細(xì)管1的一端將礦化度水注入，等待水通過被測巖芯，到達(dá)另一端第 二毛細(xì)管5 ;
[0047] (4)在礦化度水進(jìn)入第二毛細(xì)管5后，待水從另一側(cè)流出后，停止注水，等待水在 管道中達(dá)到靜止后，測量并記錄巖芯夾持器兩端第一毛細(xì)管1和第二毛細(xì)管5中的水柱高 度差；
[0048] (5)再次注入適量的礦化度水，待水在管道中達(dá)到靜止后，測量并記錄巖心夾持器 兩端第一毛細(xì)管1和第二毛細(xì)管5中的水柱高度差；重復(fù)做此實(shí)驗(yàn)若干次；
[0049] (6)為了確定實(shí)驗(yàn)中第一毛細(xì)管1和第二毛細(xì)管5的對稱性，用吸水法從原注入端 每次抽吸適量的水，建立低滲透巖心兩端的水柱高差；然后采用過程（4-5)類似的方法，測 量水靜止?fàn)顟B(tài)下，兩端玻璃毛細(xì)管中水柱的高差；
[0050] (7)將測量到的高度差進(jìn)行算術(shù)平均，計(jì)算被測低滲透巖心的啟動壓力梯度，采 用公式如下：
[0052] 式中：G為啟動壓力梯度，Pa/m ; P為流體密度，kg/m3;g為重力加速度，m/s 2; Ah 為水柱的高度差，m ;L為巖心的長度，m。流程進(jìn)入到步驟102。
[0053] 在步驟102,用多功能巖芯驅(qū)替裝置測量穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系。
[0054] 該測量裝置包括以下各組分組成：液罐21、恒流栗22、巖芯夾持器24、差壓計(jì)23、 流量計(jì)25和廢液罐26。測量液體在低滲透巖芯中的穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系時，將巖芯放 入巖芯夾持器24中，將恒流栗22、巖芯夾持器24和流量計(jì)25依次連接；在巖芯夾持器24 加上環(huán)壓后，由恒流栗22注入水（或者油，根據(jù)巖芯飽和的介質(zhì)確定），在若干壓差下，測量 穩(wěn)定流量，從而計(jì)算得到該巖芯的穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系。
[0055] 測量巖芯的穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
[0056] (1)將己知長度和直徑的飽和水的（或飽和油的）低滲透巖芯放入巖芯夾持器24 中；
[0057] (2)將巖芯夾持器24 -端與