低渗透岩石在围压作用下的耦合渗流实验

为了解有效围压对低渗透砂岩渗流性能的影响规律,利用高精度的FDES-641三轴驱替评价系统,以盐水作为渗流流体,分别采用恒速法和恒压法进行低渗透饱和砂岩在有围压耦合作用下的稳定渗流实验。结果表明:岩石渗透率随着有效围压的增加而下降,呈现非线性关系。结论为:1)当流速或压力梯度保持恒定时,随着有效围压升高,渗透率下降速率逐渐降低,渗透率比与有效围压近似呈反比关系。2)当有效围压下降时,岩石渗透率回升,但回升路径低于原始路径。3)恒速法比恒压法操作方便、精度高,有利于围压作用下的稳定渗流实验。     

深埋高围压高水压下低渗透岩石的渗透特性

为了探讨深埋高围压条件下低渗透岩石的渗透特性,取锦屏二级水电站大理岩试样分别进行不同围压条件下全应力—应变过程渗流试验。根据试验结果分析得出:岩石渗透系数变化与体积变形密切相关。因此,采用变形相关的渗透系数来研究岩石在破坏前后不同阶段的渗透系数与体积应变的关系。对于低渗透岩石,在峰前阶段渗透系数变化不明显,峰后破坏阶段渗透系数显著增大。高围压使岩石破坏延迟,岩石峰前阶段的低渗透特性表现的更持久。用变形相关的渗透系数模拟岩体流—固耦合问题更符合实际工程。     

低渗透岩石压敏特征研究

低渗透岩石具有较为明显的压力敏感性。在分析传统的CMS300全自动覆压压力敏感实验研究特点的基础上,充分考虑岩石受压缩的时间效应,对胜利渤南油田不同类型的低渗透岩石进行了系统的CMS300随机覆压和控时覆压的敏感性测试,获得了多种低渗透岩石压敏特征曲线,并探讨了岩石压敏特征与岩石本身属性的关系。结果表明,随机覆压下,储层物性随围压的增加呈单调圆滑下降的趋势;控时覆压下,岩石气测渗透率随覆压的变化呈台阶式变化;粘土总量和有无方解石胶结对低渗透岩石压敏效应的影响更为显著。     

低渗透岩石压敏特征研究

低渗透岩石具有较为明显的压力敏感性。在分析传统的CMS300全自动覆压压力敏感实验研究特点的基础上,充分考虑岩石受压缩的时间效应,对胜利渤南油田不同类型的低渗透岩石进行了系统的CMS300随机覆压和控时覆压的敏感性测试,获得了多种低渗透岩石压敏特征曲线,并探讨了岩石压敏特征与岩石本身属性的关系。结果表明,随机覆压下,储层物性随围压的增加呈单调圆滑下降的趋势;控时覆压下,岩石气测渗透率随覆压的变化呈台阶式变化;粘土总量和有无方解石胶结对低渗透岩石压敏效应的影响更为显著。     

裂缝性低渗透油藏渗流规律实验研究

对某油田断块含天然裂缝的低渗透储层渗流特征进行了实验研究.本实验在常规渗流实验岩心夹持器末端增加了一套回压控制装置,渗流实验过程中,通过给岩心施加不同的回压,模拟了储层在变压条件下的流体渗流情况.得到了裂缝性低渗透储层岩心水相渗透率随回压的变化曲线.实验结果表明,裂缝的存在对低渗透储层的渗流特征有明显的改造,裂缝开启前,储层渗流可以看作是基质岩石渗流,裂缝对渗流的影响不大;裂缝开启后,由于其渗流能力较强,将发挥主要的渗流通道作用.     

裂缝性低渗透油藏渗流规律实验研究

对某油田断块含天然裂缝的低渗透储层渗流特征进行了实验研究。本实验在常规渗流实验岩心夹持器末端增加了一套回压控制装置，渗流实验过程中，通过给岩心施加不同的回压，模拟了储层在变压条件下的流体渗流情况。得到了裂缝性低渗透储层岩心水相渗透率随回压的变化曲线。实验结果表明，裂缝的存在对低渗透储层的渗流特征有明显的改造，裂缝开启前，储层渗流可以看作是基质岩石渗流，裂缝对渗流的影响不大;裂缝开启后，由于其渗流能力较强，将发挥主要的渗流通道作用。     

变围压条件下低渗砂岩储层渗透率变化规律研究

试验研究了低渗透砂岩储层岩石的围压 -渗透率关系和围压 -松弛循环 -渗透率关系 ,试验结果表明 :随围压增加岩石的孔隙结构和骨架结构发生变化 ,引起岩石渗透率的下降 .通过对变围压条件下低渗透岩石渗透率变化规律分析 ,找到了一种新的表征围压 -渗透率关系的公式——指数函数线性组合 ,对 5个低渗透区块的 3 1组岩石样品试验数据进行对比和验证 ,该指数函数线性组合的拟合误差在± 5 %以内     

低渗透岩石的单相水非Darcy流

为研究低渗透岩石的非 Darcy渗流现象 ,采用FDES- 6 4 1三轴驱替评价系统进行了稳定渗流实验 ,测定了盐水和蒸馏水在低渗透砂岩和砾岩岩样中的渗流特性。岩样抽真空后水平放置于岩样夹持器中 ,通过多级驱替泵控制密闭岩样中水的渗流速度 ,所产生的压力差由压力传感器测定。结论为 :1)在空气渗透率非常低并且孔隙度非常小的砾岩中 ,明显存在着非 Darcy渗流现象 ,但由渗流曲线后退趋势所得出的启动压力梯度非常小 ,以致于在生产应用中可以忽略 ;2 )低渗透介质中的微粒运移是低速非 Darcy渗流现象存在的主要原因 ;3)岩石的非均匀性降低了岩石的渗透率。     

鄂尔多斯盆地低渗透岩心水测渗透率和气测渗透率关系研究

为研究鄂尔多斯盆地延长组低渗透储层的渗流特征并探讨其分类标准,对岩心气测渗透率(Kg)和水测渗透率(Kw)进行了测定分析。研究结果表明,Kg与Kw线性相关性良好,随Kg增大Kw也在增大,但不同Kg区间Kw增大幅度差异明显,总体表现为Kg<0.5×10~(-3)μm~2、0.5×10~(-3)μm~20.8×10~(-3)μm~2三段式,Kw与Kg拟合直线段的斜率依次为0.0961、1.2993、0.2103,Kg/Kw平均值依次为19.27、3.97、3.22,(Kg-Kw)/Kg的变化范围依次为95.71%~92.12%、81.42%~66.08%、71.13%~65.54%。鉴于Kw随Kg的变化规律,建议取气测渗透率0.5×10~(-3)μm~2和0.8×10~(-3)μm~2分别作为致密储层、超低渗储层的上限,进一步精细划分低渗透储层。     

有效围压为零条件下瓦斯对煤体力学性质影响的实验

考虑到气体的封存条件,含瓦斯煤体力学指标的测定一般都是在伪三轴的情况下进行的。但根据国家标准,煤岩力学指标的测定多是对原煤标准试样进行单轴实验取得的。利用瓦斯气体密封装置,提出了测定瓦斯煤体力学指标的类单轴实验方法。通过实验研究,得到了有效围压为零条件下瓦斯对煤样力学性质和力学响应的影响规律。实验结果表明,孔隙瓦斯改变了煤体全部变形阶段的力学响应特性,而煤体力学性质和响应的变化趋势随瓦斯压力的升高而逐渐减弱,即随瓦斯压力的升高,吸附瓦斯所引起的非力学作用将逐渐占据主导地位。     

不排气条件下低渗透岩石力学特性试验

以低渗透致密红砂岩为研究对象,开展了不同围压和孔隙气压下的常规三轴不排气试验,分析了不同应力路径下,围压与孔隙气压对岩石力学特性的影响。试验结果表明：围压对砂岩具有强化作用;随着围压增大,抗压强度与延性明显增大,多呈现剪切破坏形式;孔隙气压使砂岩的抗压强度降低,脆性提高,砂岩内部张力增大,对砂岩内部连续结构产生破坏,易产生劈裂破坏面。     

低渗透油藏油水两相启动压力梯度变化规律研究

低渗油藏单相渗流启动压力梯度目前已进行了大量研究,但油水两相启动压力目前研究很少,没有明确的结论.较系统地研究了两相启动压力梯度产生原因及变化规律,从启动压力梯度定义出发研究了两相启动压力梯度的测定方法.用胜利油田天然低渗岩心测定了不同渗透率岩心油水两相启动压力梯度与含水饱和度的关系,通过数据回归建立了油水两相启动压力梯度与渗透率、饱和度之间的经验关系式.实验结果表明:油水两相同时渗流时,两相的启动压力梯度相等,随含水饱和度的增加而呈线性降低的趋势,并且渗透率越低的岩心,降低的趋势越明显.建立了根据岩石的物性预测研究区块两相启动压力梯度的经验方法.     

低渗透砂岩渗流启动压力梯度

为了研究低渗透砂岩的启动压力梯度,设计了一种非稳态渗流中测量压力的试验方法。岩心中形成稳定渗流后,关闭驱替泵,测量岩心封闭端的压力衰减曲线。建立了考虑启动压力梯度影响的一维低渗透岩心中液体不稳定渗流的数学模型。用数值有限差分的方法进行求解。封闭端压力衰减曲线的试验结果和理论计算结果吻合较好,从而验证了试验方法和数值模型的可靠性。试验结果表明,启动压力梯度与岩心的气测渗透率之间并不存在负相关的关系;同一块岩心在初始稳定渗流速度大的情况下,岩心的启动压力梯度小。这与产生启动压力梯度的机理的边界层理论解释相符合。     

混合破碎岩样渗透特性试验研究

为研究混合破碎岩体内流体渗透规律,利用一套由液压泵、渗透仪以及DDL 600电子万能试验机等构成的破碎岩样渗透试验系统进行了混合破碎岩样渗透特性测定,分析了混合破碎岩样与单种破碎岩样渗透特性的差异.研究表明:混合破碎岩样较单种破碎岩样的非Darcy流特性更显著;随着孔隙度的增加,单种岩样较混合岩样渗透率的变化幅度大,且相同粒径不同岩性岩样的渗透率变化程度和变化趋势呈现较大差异;随着孔隙度的增加,混合岩样的非Darcy流β因子显现减小趋势,且混合岩样较其单种岩样非Darcy流β因子的大小因粒径不同而不同.     

海上低渗透油藏非线性渗流渗透率下限实验研究

应力敏感对储层的损害具有不可逆性,启动压力梯度导致油藏中出现不流动区;因此,界定海上低渗透油藏非线性渗流的渗透率下限对制定高效开发技术政策至关重要。分别选取珠江口盆地东部10块和17块典型低渗透岩芯开展应力敏感实验和启动压力梯度实验研究。通过实验结果分析,分别建立了应力敏感、启动压力梯度与油藏岩石渗透率的关系模型,定量表征了海上低渗透油藏非线性渗流特征。选用油藏实际参数,模拟计算应力敏感和启动压力梯度对产能的影响,界定了珠江口盆地东部低渗透油藏应力敏感渗透率下限为10×10-3μm2,启动压力梯度下限38×10-3μm2,以此指导南海东部低渗透油藏合理开发技术政策制定,从而为提高油田开发效果奠定了基础。     

岩石渗透率与应变相关特性的实验

鉴于岩石渗流理论尚不成熟的现状,采用实验模拟工程实际的手段,利用MTS伺服机进行瞬态法水渗实验,对实验结果以多项式形式拟合了岩石渗透率-应变方程.实验表明,在岩石变形过程中,渗透率与变形形式密切相关;所有κ-ε曲线都有最低点,岩石在弹性阶段其渗透率变化不大:岩石产生结构破坏后其渗透率远大于弹性阶段的渗透率,最高渗透率大多发生在软化阶段,少数发生在流动段末尾.     

煤样渗透率对有效应力敏感性实验分析

研究煤样渗透率对有效应力的敏感性.实验结果表明,在低有效应力水平下,煤样渗透率随着有效应力的增加而迅速减小,其变化规律符合负指数函数关系.由于煤层渗透率的影响因素比较复杂,定义了煤样渗透率对有效应力的敏感性系数,从而将影响因素进行归一化处理.根据渗透实验结果,拟合得到敏感系数与有效应力之间的幂函数关系,该敏感系数反映出煤样渗透率随有效应力的变化趋势.最后推导出基于敏感系数的煤样渗透率与有效应力的函数关系式.