【正文】 NE VOLT ADJ 旋鈕和 ZERO 旋鈕調(diào)零； （ 4）據(jù)巖心孔隙度的大小，選擇標準室體積，并安裝好標準室； （ 5）按程序校標準室體積； （ 6）巖心測試，在巖心測試過程當中記錄顯示的電壓值、從巖心杯中取出的鋼盤體積、巖心的幾何尺寸； （ 7）實驗完畢后，關(guān)閉氣源閥、高壓氣瓶閥，關(guān)閉電源開關(guān)。實驗所用氣 體為標準氮氣，粘度 分別挑選出滲透率為 10－ 3μm2， 10－ 3μm2， 10－ 3μm2和10－ 3μm2的四塊巖芯，分別進行了氣驅(qū)水、水驅(qū)氣兩相相滲曲線實驗測試研究。 同樣，在水驅(qū)氣實驗中，把具有束縛水、飽和氣的巖芯，在一定圍壓下，以適當?shù)膲翰睿猛獠框?qū)動法，向巖芯注入地層水，在巖芯出口端按要求記錄累計的氣量、時間、累計水量和驅(qū)動壓差以及巖芯的基本參數(shù)，同樣采用上 面的方法計算出氣、水相對滲透率和對應(yīng)的含水飽和度，并繪制水驅(qū)氣相對滲透率曲線。低滲致密氣藏普遍含水飽和度較高，氣體滲流過程中受水影響產(chǎn)生啟動壓力梯度效應(yīng)的可能性較大，一旦出現(xiàn)這種情況，滑脫效應(yīng)所產(chǎn)生的作用就可以大體忽略。 實驗儀器設(shè)備 該巖心流動實驗 裝置由氮氣瓶，壓力計、巖心夾持器、手動壓力泵和流量計、計時器等儀器組成。打開氮氣瓶并控制在預(yù)定的壓力值 1p 上，由氮氣驅(qū)替巖心中的地層水，直至不出水為止，計量出水量，可算出此驅(qū)替壓差下的 可動水飽和度（初始含水飽和度與此點（ 1p ）含水飽和度的差值），也可測出在此點（ 1p ）含水飽和度下巖心的滲透率值。 低滲透氣藏氣水兩相滲流物理特征及應(yīng)用研究 11 0204060801000 2 4 6 8驅(qū)動壓差，MPa飽和度，%38/1303剩 余含水飽和度 398/1301剩 余含水飽和度101/521剩 余含水飽和度 109/523剩 余含水飽和度38/1303累 計可動水飽和度 398/1301累 計可動水飽和度101/521累 計可動水飽和度 109/523累 計可動水飽和度 圖 剩余含水飽和度、累計可動水飽和度與驅(qū)替壓差的關(guān)系圖 從圖 可以看到，隨著驅(qū)替壓差 (壓力平方梯度 )的增大， 4 塊巖心的剩余含水飽和度逐漸降低。 對新場 11 井兩塊巖心，在較小壓差（ 2 MPa）情況下，其剩余含水飽和度下降幅度很大，說明在很小驅(qū)替壓差作用下，可以很容易的將水驅(qū)出，且可驅(qū)出 20%以上的含水，但隨驅(qū)替壓差的增大（ 2 MPa），剩余含水飽和度下降幅度明顯變緩。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 不同束縛水飽和度下滲透率隨壓力平方梯度變化規(guī)律 為了更利于發(fā)現(xiàn)不同含水飽和度條件下滲透率隨壓力梯度的變化趨勢，我們也將滲透率隨壓力平方梯度的變化關(guān)系用曲線圖表示 ,如圖 、 所示。 低滲透氣藏氣水兩相滲流物理特征及應(yīng)用研究 13 4 反滲吸水鎖效應(yīng)及解除水鎖啟動壓差實驗測試 本章是在巖心內(nèi)平衡共存水飽和度條件下，模擬井筒積液反滲吸水鎖效應(yīng)，測定反滲吸水鎖效應(yīng)驅(qū)動壓差及滲透率變化，為 新場須二、須四 低滲 氣藏氣井合理配產(chǎn)及改善難動用儲量有效動用技術(shù)對策研究提供更 全面的實驗評價基礎(chǔ)。長巖心夾持器是長巖心驅(qū)替裝置中的關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖 － 2。此外，還包括用于對實驗過程中的水相、氣相組分分析的美國 HP、日本島津產(chǎn)氣相、油相色譜儀，以及進口的密度測試儀。為了消除巖石的末端效應(yīng)，每塊短巖心之間用 濾紙連接。 本次長巖心水鎖啟動壓力測試實驗，基礎(chǔ)長巖心按式 4－ 1 直接計算排列，工裂單縫長巖心組合則考慮了低滲巖心的間隔排列。 實驗結(jié)果 基質(zhì)長巖心水鎖啟動壓差實驗測試 本次實驗從德陽巖心庫所取新場氣田 新 新 新 1新 21 井須二、須四層巖心樣品 44 塊，在實驗室清洗、吹干后，測得須四層巖心孔隙度介于 ％～ ％，屬于低孔隙度范圍；滲透率介于 10－ 3μm2～ 10－ 3μm2，屬于特低滲范圍；須二層巖心孔隙度介于 ％～ ％，屬于特低孔隙度范圍；滲透率介于 10－ 3μm2～ 10－ 3μm2，屬于特低滲范圍。因此，去掉部分巖心減小巖心長度至 ，排序結(jié)果見表 。從表中可以看出，壓裂后巖芯的滲透率在 10－ 3μm2～ 10－ 3μm2之間，平均 10－ 3μm2。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)論文 18 表 新場氣田低滲壓裂巖心排列順序表 序號 井 號 巖心編號 層位 巖心長度 cm 巖心直徑 cm 孔隙體積 cm3 孔隙度 % 滲透率 103μm2 排序 1 新 11 井 238/471 須四 出口 入口 2 238/472 須四 3 212/472 須四 4 新 21 井 365/1303 須四 5 365/1302 須四 6 新 5 井 211/291 須四 7 211/292 須四 8 211/294 須四 9 211/295 須四 10 211/296 須四 11 211/297 須四 12 211/298 須四 13 211/299 須四 14 211/2910 須四 ∑ 在前面實驗的基礎(chǔ)上，重新對須二、須四層的巖芯進行了深度壓裂，并進行了長巖芯排序，結(jié)果見表 、 所示。 將流量轉(zhuǎn)換為線速度，再對時間進行微分，就可得到半徑為 r 的毛管中產(chǎn)生反向滲吸進入長度為 l 的液柱所需時間 t 的表達式為 2()8 cr p pdldt l? ???? （ 4－ 3） 根據(jù)高才尼－卡爾曼公式 22/8kr??? 可知 22 8 kr ??? （ 4－ 4） 代入后將 4－ 5 式積分可得： 22 ()2 ck p pl t? ????? （ 4－ 5） 又由于毛管壓力 cp 為： 2 coscp r??? （ 4－ 6） 將式（ 48）代入式（ 47）可得到在驅(qū)動壓差 cpp?? 作用下，氣井近井地層反滲吸水侵入深度的計算公式如下： 22 8( 2 c o s / )2kkpLt?? ? ??????? （ 4－ 7） 式中， L 為近井地層反滲吸水侵入深度， cm； θ 為毛細管壁上的潤濕角； T 為反滲吸時間， s； ? 為流體的表面張力； τ 為孔道迂曲度； K 為巖石滲透率， 2310 m?? ； ? 為孔隙度。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對低滲砂巖氣藏非壓裂氣井和壓裂氣井進行了滲流規(guī)律研究和產(chǎn)能評價分析。反滲吸水鎖啟動壓力梯 度是指：在氣井施工作業(yè)（例如酸化、壓裂等）過程中施工液體在外加壓力及毛細管壓力的作用下反向滲入地層近井地帶或壓裂裂縫面，以及氣井關(guān)井或生產(chǎn)過程中井筒積液在毛細管力作用下反向滲吸進入地層近井地帶后，氣井再開井生產(chǎn)所需要的最小壓差。 假設(shè)在氣井近井帶 wr Lr 半徑內(nèi)形成了反滲吸水鎖堵塞，其啟動壓力梯度在整個半徑內(nèi)按線性分布，大小由最大反滲 吸啟動壓力梯度 maxig?? 逐漸過渡到常規(guī)啟動壓力梯度 sg? ，也即地層內(nèi)存在如圖 335 所示的啟動壓力梯度分布。 新 3井 2020年 5月 12日，因氣井積液導(dǎo)致積液侵入地層產(chǎn)生反滲析水鎖，導(dǎo)致產(chǎn)能減小，后通過關(guān)井處理才繼續(xù)生產(chǎn)，由此可見氣井反凝析水鎖侵入深度 。本文 從氣藏滲流公式出發(fā)，同時 考慮啟動壓力梯度、氣體滑脫效應(yīng)和紊流效應(yīng)三個方面對氣井產(chǎn)能的影響，從 理論上進行分析， 修正非壓裂氣井氣水滲流公式和產(chǎn)能方程。因此，本文在分析和推導(dǎo)啟動壓力梯度對滲流及產(chǎn)能的影響時，考慮了啟低滲透氣藏氣水兩相滲流物理特征及應(yīng)用研究 25 動壓力梯度為常數(shù)和啟動壓力梯度為變量的兩種情況。設(shè)函數(shù)rpp g???? ，將該式兩邊微分得 drpddrdp g ???? （僅當 drpd? 0 時成立），則原非達西方 程 變 為 擬 達 西 流 動 方 程drpdkv ggg ???， 標 準 狀 態(tài) 取 為 KTsc 293? ，M P ap sc ? ，同時 采用目前氣田上實際使用的單位，考慮壓裂井表皮效應(yīng)的影響，由前面推導(dǎo)可得到含常啟動壓力梯度的產(chǎn)能方程為： srrrprpZThkqwwgwfgggsc?????????????ln])()[( 22 ??? （ 56） 式中： g? — 氣體粘度， ； 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)論文 26 T— 溫度， K； p — 壓力， MPa； gk — 氣相滲透率， 2310 m?? ； h— 厚度， m； wrr, — 波及半徑，井筒半徑， m； gq — 氣體流量， dm /10 34 ； g? — 氣體啟動壓力梯度， MPa/m； Z— 偏差系數(shù)，無因次。 由圖可知在 wr Lr 半徑內(nèi) ? 的分布函數(shù)為： ??? BrArig ??)( （ 58） 式中：Lwsgig rrA ??? ? ??? m ax wLwsgigig rrrB ? ??? ?? ???? m a xm a x rLrwrsg?m a xig??? 圖 地層內(nèi)啟動壓力梯度分布 低滲透氣藏氣水兩相滲流物理特征及應(yīng)用研究 27 首先令擬壓力函數(shù)為： dpZp?? ?? 2 （ 59） 在氣體單相平面徑向穩(wěn)定滲流時產(chǎn)量方程drdpKAq ??中，考慮啟動壓力梯度的影響則變?yōu)椋? ?????? ?? ??? drdpkrhq2 （ 510） 將式（ 53）代入式（ 510）并移項整理得： drdpkZkrhq ???? 22 ?? （ 511） 對于穩(wěn)定滲流，（ 511）式中壓力 p 取為平均地層壓力即 pp? ，偏差因子 Z 取為平均地層壓力下偏差因子值即 ZZ? ，則將（ 511）式 積分可得： ?? ????????? ? ewew dpZkdrkrhqrr ?? ???? 22 （ 512） 將上述積分式進行展開，這里需要注意一點：由于啟動壓力梯度是分段函數(shù)，故對上式左端項中包含啟動壓力梯度項應(yīng)進行分段積分處理，可得： ??? ??????????? eweLLw dpZkdrkdrkrrhq sgrrigrrwe ?? ?????? 2ln2 （ 513） 將式（ 510）代入式（ 513）并積分得： )(2)()()(2ln2 22 wfeLesgwLwLwe pZkrrkrrBrrAkrrhq ?????? ?? ?????????? ???????????? （ 514） 根據(jù)擬壓力函數(shù)的定義式（ ）可得： 2e 120 epp pZdpZpe ??? ?? ? （ 515a） 2w 120 wfpp pZdpZpw ??? ?? ? （ 515b） 將式 (515)代入式 (514)得： )(2)()()(2ln2 2222 wfeLesgwLwLwe pppkrrkrrBrrAkrrhq ?????????? ???????????? ????? ??（ 516） 上式中令 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)論文 28 )()()(2 22 LesgwLwL rrrrBrrAp ??????? ???? （ 517） 則式（ 516）變?yōu)椋? ])(21[ln2 22 ??? ppppkrrhq wfewe ???????????? （ 518） 再根據(jù)狀態(tài)方程式比例scscscsc TZppZTqq ? ，將 q 的表達式代入式（ 518），整理可得考慮啟動壓力影響的低滲氣井產(chǎn)能方程為： ????????????wewfescscscgscrrppppTpZTZhkqln222 ??? （ 519） 式（ 519）中，標準狀態(tài)取為 KTsc 293? ， M P ap sc ? ，同時采用目前氣田上實際使用的單位，考慮壓裂井的表皮系數(shù)，式（