低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田開(kāi)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(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣藏開(kāi)發(fā)中，隨著常規(guī)中高滲透率油藏資源的日漸枯竭，越來(lái)越多的低滲透、 超低滲透油藏投入開(kāi)發(fā)，今年來(lái)更有致密油氣藏和頁(yè)巖氣藏開(kāi)始投入油氣開(kāi)采。這類油藏 的共同特點(diǎn)是滲透率低，開(kāi)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(dòng)時(shí)存在啟動(dòng)壓力，啟動(dòng)壓力的存在，造 成了油藏中水、油流動(dòng)的壓力梯度一流量關(guān)系的異常，流動(dòng)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(dòng)的壓力梯度一流量關(guān)系測(cè)量中，傳統(tǒng)的多功能巖芯驅(qū) 替設(shè)備無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量啟動(dòng)壓力梯度，即無(wú)法確定靜止一流動(dòng)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(cè)量方法，解決了以上技術(shù)問(wèn) 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(wú)法準(zhǔn)確 測(cè)量巖芯的啟動(dòng)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(wèn)題，可以準(zhǔn)確測(cè) 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(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量 關(guān)系的測(cè)量方法，該低滲透油藏中液體全壓力梯度-流量關(guān)系的測(cè)量方法包括：步驟1，采 用毛細(xì)管連通器裝置測(cè)量低滲透巖芯的靜態(tài)啟動(dòng)壓力梯度；步驟2,采用多功能巖芯驅(qū)替 裝置測(cè)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(cè)量得到的低滲透巖芯的啟動(dòng) 壓力梯度，和穩(wěn)態(tài)法測(cè)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(dòng)的全壓力梯度一流量關(guān)系。
[0006] 本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)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(cè)量液體在低滲透巖芯中的靜態(tài)啟動(dòng)壓力梯度時(shí)，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(guò)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(dòng)壓力。
[0008] 在步驟1中，測(cè)量低滲透巖芯的靜態(tài)啟動(dòng)壓力梯度的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
[0009] (1)將己知長(zhǎng)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(guò)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(gè)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(guò)被測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(cè)量到的高度差進(jìn)行算術(shù)平均，計(jì)算被測(cè)低滲透巖芯的啟動(dòng)壓力梯度。
[0016] 在步驟1中，計(jì)算被測(cè)低滲透巖芯的啟動(dòng)壓力梯度采用公式如下：
[0018] 式中：G為啟動(dòng)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(zhǎng)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(cè)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(shí)，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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(guò)巖芯流動(dòng)；
[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(cè)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(cè)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(cè)量方法，為了解決啟動(dòng) 壓力梯度難以測(cè)量的問(wèn)題，首先用毛細(xì)管，通過(guò)靜態(tài)法測(cè)量巖芯的啟動(dòng)壓力；然后用多功能 巖芯驅(qū)替裝置，通過(guò)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量流動(dòng)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(cè)量低滲透巖芯的啟動(dòng)壓力，可以 在全壓力梯度上得到液體流動(dòng)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(dòng)特征描述。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為低滲透多孔介質(zhì)的流動(dòng)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(cè)量方法的一具體實(shí) 施例的流程圖；
[0030] 圖3為測(cè)量低滲透巖芯靜態(tài)啟動(dòng)壓力的裝置的示意圖；
[0031] 圖4為測(cè)量低滲透巖芯動(dòng)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(shuō)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(cè)量方 法的流程圖。
[0041] 在步驟101，用毛細(xì)管連通器裝置測(cè)量巖芯的靜態(tài)啟動(dòng)壓力梯度。
[0042] 該測(cè)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(cè)量液體在低滲透巖芯中的靜態(tài)啟動(dòng)壓力時(shí)，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(guò)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(dòng)壓力。
[0043] 測(cè)量巖芯的靜態(tài)啟動(dòng)壓力梯度的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
[0044] (1)將己知長(zhǎng)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(guò)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(gè)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(guò)被測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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(guò)程（4-5)類似的方法，測(cè) 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(cè)量到的高度差進(jìn)行算術(shù)平均，計(jì)算被測(cè)低滲透巖心的啟動(dòng)壓力梯度，采 用公式如下：
[0052] 式中：G為啟動(dòng)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(zhǎng)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(cè)量穩(wěn)態(tài)壓力梯度一流量關(guān)系。
[0054] 該測(cè)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(cè)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(shí)，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(cè)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(cè)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(zhǎng)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