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定压稳态气测渗透率仪的研制

定压稳态气测渗透率仪的研制

作者：李关虎长江大学

学位级别：硕士

油气储层岩石渗透率定义为储层岩石允许流体通过的能力,是量度油气层可渗透性大小的岩石物性参数,准确测定地层岩石渗透率,无论是油气勘探、储层评价,还是油田开发,渗透率都是不可或缺的岩石物性参数,因此,准确的测定岩石渗透率的重要... 详细信息

油气储层岩石渗透率定义为储层岩石允许流体通过的能力,是量度油气层可渗透性大小的岩石物性参数,准确测定地层岩石渗透率,无论是油气勘探、储层评价,还是油田开发,渗透率都是不可或缺的岩石物性参数,因此,准确的测定岩石渗透率的重要性是不言而喻的。通常所说的渗透率是指岩石的绝对渗透率,用实验法直接测定岩石渗透率,其实验条件需要满足达西定律规定的三个条件（单相、层流、流体和岩石不发生反应）,用液体测定岩石渗透率同时满足上述三个条件经常是有困难的。为了避免流体与岩石发生反应,实验室通常都是用气体来测定岩石的渗透率,所用气体一般为空气。实验室现有的气测渗透率仪有两类：非稳态法和稳态法。遗憾的是这两种方法都存在着严重的不足,或问题,难以准确测量岩石渗透率对于非稳态法,实验室常用的是流量管空气测量法,此试验中需要一个常数B,而此常数的测量存在十分严重的缺陷,不同标准块标定的相同的管段的常数B值有很大的差别,而且直径大的管段常数差别小,直径越小的管段常数差别越大。这样在计算渗透率的时候用不同的B值结果相差会很大的。这是因为所使用的标准块的渗透率是在一定压差下测得的,当实际使用（如标定B值）的压差没有落在测量标准块渗透率的压差区间内时,就会导致结果（如标定出的B值）出现很大的误差。为保证测定结果的准确性,流量常数B应定期进行校正,否则会影响测定的岩心渗透率。对于稳态法,实验室采用的仪器多采用外接高压气瓶,由于气体的滑动效应,气体在不同平均压力下的滑脱效应不同,所测渗透率值也会不同,故此法测量的气体渗透率常常会因人而异,因时而异。本新型气测渗透率仪器在稳压原理的基础上,采用内置充气泵充气,恒定岩心进出口压力,使岩心渗透率的测量永远保持在1%的误差范围内。在仪器设计技术创新上,（1）对于稳压方式,采用高精度玻璃筒供气,气筒中密封可移动活塞,通过水银环密封技术,使活塞在上下移动时,气筒内压力保持恒定从而实现稳压。（2）对于水银环封口技术,由于汞金属（水银）在常温下为液态,其表面张力系数为500×10-3N/m,远大于其它液体表面张力系数玻璃,如水20。C时表面张力系数是72.5×10-3N/m。而且水银不能润湿塑料和玻璃两种材料,由于水银自身张力,在活塞与玻璃管之间形成水银环,达到密封效果。在活塞运动过程,水银不能吸附在玻璃管壁上而造成残留。（3）对于稳压压力数值的确定,由于对仪器要求是能对几个毫达西-几个达西单位的岩心渗透率进行可读测量。故参考资料中几十克的塑料活塞被取代,采用了1-2Kg左右的钢芯活塞,活塞重量提高了上百倍,如此要求下活塞采用水银环封口的技术创新实现,更是对钢芯活塞的加工和封口技术有了更高的创新要求,此为一重难点。（4）为了提高本仪器对低渗岩心渗透率的测试范围,加入了皂膜流量计,以便对流量在1ml/min-20ml/min的低渗岩心进行测量。在仪器自动化方面,一方面加入了可控感应电路,实现了一键式的开启和关闭,自动测量采集数据,使测量更为方便快捷且准确。另一方面为了克服传统皂膜流量计手动掐表计时的缺点,在皂膜流量管中取两端加入小光电感应计时串入计时电路,以便直接公式转换成流量,同时皂膜流量计设计了更为开放的,可调节皂膜管径和光电计时始末位置的配套外壳,使皂膜成泡更为方便,计时更为精准。通过对本新型定压稳态渗透率仪器的研制,实现了以下研究成果：（一）对于稳压方式的研究,在不采用外接高压气瓶的方式下,自给自足气源,且实现岩心进口压力的稳定恒定。（二）对于水银环密封玻璃圆筒技术的研究,工艺上参照塑料活塞注入水银封口测试成功。（三）采用重量1-2Kg的钢芯活塞替代几十克的塑料活塞,加工精度和测试注入工艺都达到了实验预期的要求。（四）电路自动化控制,采用光电感应计时控制,灵敏度和响应时间,误差都达到了很高的精度要求。（五）对比传统测量方式方法,通过大量实验对本仪器各功能部件进行了连接测试,使本仪器对岩心的测试稳定度极高,对实验室大量随机岩心进行多次多日的反复测试,记录实验数据分析发现测试结果误差均在1%内。

关键词：气测渗透率稳压法水银环密封光电感应

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页岩储层非稳态气测渗透率方法研究

页岩储层非稳态气测渗透率方法研究

作者：杨召西南石油大学

学位级别：硕士

现阶段常规油气资源日渐枯竭,年产量难以满足社会发展需求。作为一种非常规天然气,页岩气逐渐成为替代能源,且具有良好的开发前景。岩心分析实验是认识页岩储层特性的常用手段,作为实验室测试低渗岩心的手段脉冲衰减法孕育而生,该方法... 详细信息

现阶段常规油气资源日渐枯竭,年产量难以满足社会发展需求。作为一种非常规天然气,页岩气逐渐成为替代能源,且具有良好的开发前景。岩心分析实验是认识页岩储层特性的常用手段,作为实验室测试低渗岩心的手段脉冲衰减法孕育而生,该方法可以有效的测出页岩岩心的渗透率、孔隙度等参数,但是测试方法对岩心的多尺度渗流、吸附解吸现象、滑脱扩散等因素考虑不够全面。本文在渗流机理的研究基础上,分别建立了单重介质微观渗流机理模型和双重介质微观渗流机理模型,结合脉冲衰减法中岩心的内外边界条件和初始条件,使用有限体积法获得对应的有限体积离散格式,结合牛顿-拉普森迭代算法求解其全隐式求解格式,对模型进行编程求解形成了一套实验数据拟合求解渗透率的数值模拟理论,主要相关工作如下:(1)结合扫描电镜观测、核磁共振检测、吸附解吸测试等实验研究了页岩储层多尺度储集空间、多重运移机制及其控制方程。并计算了 Knudsen数,详细划分了基质、裂缝系统中的流态;(2)研究了页岩多尺度运移机理,在此基础上分别建立了页岩单重介质及双重介质多尺度渗流有限体积模型,两套模型可以较好的反应滑脱效应、Knudsen扩散、吸附解吸等渗流特征;(3)采用Matlab软件对模型进行编程求解,验证数值模拟获得的压力时间结果,并针对单重及双重介质渗流数学模型进行敏感性分析。单重介质模型中,分析孔隙度、渗透率两方面对岩心中渗流的影响。在双重介质模型中,从岩心资料(基质孔隙度、基质渗透率、裂缝孔隙度、裂缝渗透率)和实验条件(岩心长度、岩心直径、腔室体积)两个方面评价了岩心渗流阶段的影响因素;(4)建立了剪切缝单重(及双重)介质多尺度渗流有限体积模型,基于单重(及双重)多尺度渗流模型,利用数值模拟方法,分析剪切缝岩心中的渗流过程;(5)建立了页岩岩心脉冲衰减法孔渗测试理论及装置,基于单重(及双重)介质多尺度渗流有限体积模型,拟合脉冲衰减法实验数据,通过单次实验拟合获得基质(及天然裂缝)系统的孔渗数据。

关键词：脉冲衰减法页岩气多尺度渗流气测渗透率

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压力降落法气测渗透率的应用分析

内蒙古石油化工 2017年第Z1期43卷 31-34页

作者：郭瑾孟虎中国石油大学胜利学院山东东营257061

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... 详细信息

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。

关键词：压力降落法气测渗透率滑脱因子克氏渗透率

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不确定性信息方法确定气测渗透率

特种油气藏 2005年第3期12卷 45-46,108-109页

作者：朱义东荣宁李建萍廖建华杨白书西南石油学院四川成都610500 中油塔里木油田分公司新疆库尔勒841000 新疆准东石油技术股份有限公司新疆阜康831511 中油大庆油田责任有限公司黑龙江大庆163000

在实验室测定气测渗透率的方法中,由于人为的测量、读数误差,将导致多次测量后的算术平均值偏离实际值,而且求得的算术平均值是1个实数,通过它表示多个实测值将会导致信息的遗漏和数据的失真,可信程度较低。采用不确定性信息方法表示,... 详细信息

在实验室测定气测渗透率的方法中,由于人为的测量、读数误差,将导致多次测量后的算术平均值偏离实际值,而且求得的算术平均值是1个实数,通过它表示多个实测值将会导致信息的遗漏和数据的失真,可信程度较低。采用不确定性信息方法表示,即用可信度分布密度函数将所有数据包括进来,使数据无遗漏、不失真,具有抗干扰性能好、减少误差积累、计算结果更准确以及实用性强等优点。

关键词：气测渗透率误差不确定性信息

测试压力对低渗透砂岩气测渗透率影响规律实验研究

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中国石油和化工 2016年第S1期 12-页

作者：李超玥大庆油田第五采油厂第一油矿黑龙江大庆163513

气测渗透率是油田开发的最基本的参数之一,但是由于低渗透储层孔隙结构复杂,微裂缝发育,气测渗透率误差较大、可重复性差。文章通过室内实验研究了压力梯度和净围压对某低渗区块渗透率测定的影响,发现气测渗透率随压力梯度的增加而降低... 详细信息

气测渗透率是油田开发的最基本的参数之一,但是由于低渗透储层孔隙结构复杂,微裂缝发育,气测渗透率误差较大、可重复性差。文章通过室内实验研究了压力梯度和净围压对某低渗区块渗透率测定的影响,发现气测渗透率随压力梯度的增加而降低,且岩样渗透性越差,降低幅度越大;随着净围压的增加而降低,且净围压小于15MPa时,渗透率随围压的增加迅速降低。因此,气测渗透率为测试压力的函数,必须不标明测试压力梯度和净围压值才具有绝对数值意义才可以进行横向对比。

关键词：气测渗透率压力梯度净围压低渗透砂岩

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岩石气测渗透率室内测定方法综述

科技展望 2015年第24期 155-155页

作者：薛艳鹏中国石油大学(北京)石油工程学院

针对不同范围的岩石气测渗透率,工业界先后开发出多种测试技术,笔者依据测量原理、测量方法及测量范围对已有的测试技术进行归类分析,总结各类方法的优缺点,并结合当前热点和难点问题,对其发展方向进行展望。

关键词：岩石气测渗透率室内测定方法

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一种新型定压稳态法气测渗透率仪的研究应用

内江科技 2011年第1期32卷 108-108页

作者：黄华智侯义梅长江大学石油工程学院中原油田采油工程技术研究院

储层岩石渗透率是量度油气层可渗透性大小的岩石物理参数,新型气测渗透率仪缸体部分采用水银环塑料活塞密封,通过定压加重块在高精度玻璃缸体[3]的匀速下滑实现定压,设计不同大小规格缸体,可满足各种高、低渗岩心渗透率的精确测量。

关键词：气测渗透率稳压法水银环密封高精度玻璃缸体

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

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西安石油大学学报（自然科学版） 2017年第1期32卷 52-56,63页

作者：吴洁璞张红玲周晓峰王雪冰李尧陆天源中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油拉美(秘鲁)公司北京100007

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Kg0.8×10^... 详细信息

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Kg0.8×10^(-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。

关键词：气测渗透率水测渗透率低渗透储层储层分类延长组鄂尔多斯盆地

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超低渗岩心气测渗透率测试误差分析

西安石油大学学报（自然科学版） 2009年第5期24卷 50-52,56页

作者：卢燕刘学刚林光荣刘秋兰杜朝锋长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018

为了确定影响超低渗岩心气测渗透率准确性的因素及主要参数,通过对气测渗透率测试计算公式分析、室内对比实验,发现影响超低渗岩心气测渗透率准确性的因素有:入口气体压力及出口气体流量、岩心样品长度及直径测量的准确性、测试围压及... 详细信息

为了确定影响超低渗岩心气测渗透率准确性的因素及主要参数,通过对气测渗透率测试计算公式分析、室内对比实验,发现影响超低渗岩心气测渗透率准确性的因素有:入口气体压力及出口气体流量、岩心样品长度及直径测量的准确性、测试围压及测试稳定时间.对影响因素进行逐项分析,分析这些参数产生的误差,得到了主要参数的最佳设置范围.

关键词：超低渗岩心气测渗透率影响因素