【正文】 由于研究區(qū)沒有進行穩(wěn)定試井測試，故本文采用巖心實驗方法求取常啟動壓力梯度。 首先由氣體狀態(tài)方程 nZRTPV? 得到： scscgs cscg ZTpTZpMR ?? ?? （ 51） 則氣體在氣藏中流動的質(zhì)量通量為： drdpkR T ZpMrhvAqF ggggscgs c ???? 2??? （ 52） 令 dpZpp Pp?? o 2)( ??，將該式兩邊同時對 r 微分得： drdpZpdrd ?? 2? （ 53） 其中 op 為任一參考壓力。 一般認為啟動壓力梯度一般是常啟動壓力梯度，或者近似認為是常量。特別對于氣水同產(chǎn)的氣井，用常規(guī)的氣藏產(chǎn)能評價方法進行評價的結(jié)果誤差較大。 Lr ——反滲吸水鎖前沿半徑， m； sg? ——常規(guī)啟動壓力梯度， MPa/m； ig? ——氣相反水鎖啟動壓力梯度， MPa/m； max_ig?——最大反滲吸水鎖啟動壓力梯度， MPa/m； rLrwrsg?m a xig??? 圖 地層內(nèi)啟動 壓力梯度分布圖 將啟動壓力梯度 )(rig? 代入（ ）得： ? ? ? ? ? ?222 L w L w s g e LAp r r B r r r r??? ???? ? ? ? ? ? ????? （ ） 從而得到考慮反滲吸水鎖和常規(guī)啟動壓力梯度影響的氣井穩(wěn)定產(chǎn)能方程： 西南石油大學本科畢業(yè)論文 24 ? ?22 277 lnewaf ewp p p pkhQZT rr??? ? ???????? （ ） 根據(jù)新場須家河組測試資料和大澇壩氣藏 巖芯反滲吸水鎖啟動壓力測試結(jié)果， 采用考慮反滲吸水鎖影響的氣井產(chǎn)能方程， 得到反滲吸水鎖對產(chǎn)能的影響，見表 、圖 。由于氣、水的密度和粘度均相差很大，故反滲吸水的推進應是低滲透氣藏氣水兩相滲流物理特征及應用研究 23 非活塞式的。 啟動壓力梯度包括了常規(guī)啟動壓力梯度和反滲吸水鎖啟動壓力梯度兩部分。本次實驗數(shù)據(jù)結(jié)果見圖 － 10。 反滲吸水侵入深度預測 為了利用反滲吸水鎖實驗數(shù)據(jù)獲得有關反滲吸侵入深度和水鎖啟動壓力的預測方法，作以下理論分析。分析原因由于壓裂裂縫屬于微裂縫，在外部應力增加條件下，裂縫容易閉合，從而導致滲透率急劇降低，驅(qū)替壓差增加。發(fā)現(xiàn)仍然無法驅(qū)動，因此巖芯啟動壓力梯度測試改為短巖心測試，詳見第四章測試結(jié)果。所選巖心的最大滲透率為 103μm2，最小滲透率為 103μm2，調(diào)和平均滲透率為 103μm2；最大孔隙度為％，最小孔隙度為 ％，平均孔隙度為 %，巖 心總長度為 ，巖西南石油大學本科畢業(yè)論文 16 心總孔隙體積為 。 利用上述巖心排序計算方法，得到所選巖心從出口端到入口端的排序結(jié)果如下面表 ~表 所示。每塊巖心的排列順序按下列調(diào)和平均方式排列。該套裝置中，巖心中的 凝析氣衰竭速度由出口端壓降速度控制，出口端壓降速度由回壓調(diào)節(jié)器的壓降速度控制，回壓調(diào)節(jié)器的壓降速度由控制回壓的泵的退泵速度控制，所以在以后的論述中均采用泵速（ ccm = ml/minute）來表征巖心中凝析氣的衰竭速度。 圖 美國產(chǎn) RUSKA長巖心驅(qū)替設備 長巖心驅(qū)替設備包括驅(qū)替泵，長巖心夾持器，烘箱，觀察窗，回壓閥，中間容器等主要部件構(gòu)成。 實驗設備及流程 須二、須四低滲氣藏氣井反滲吸水鎖啟動壓差實驗是在加拿大 Hycal 長巖心驅(qū)替裝置上完成的，實驗裝置見圖 － 1。因為驅(qū)替 壓差的增大過程中，從巖心中不斷的驅(qū)替出可動水，導致剩余含水飽和度的減小，氣相滲透率隨剩余含水飽和度的減小而逐漸增大。 從圖中取 6MPa 的壓差點上觀測剩余含水飽和度的大小，得出結(jié)論：在相同壓差下，滲透率大的巖心（ 101/521 巖樣）其累計可動水飽和度更大、束縛水飽和度更低，這是由于大滲透率的巖心，其巖石有效孔道半徑更大，邊界效應更加不明顯，更利于水在孔道中的滲流。這是因為一開始是較大孔道中的水先被驅(qū)出；相反隨著驅(qū)替壓差的增大到 4 MPa 以上時，剩余含水飽和度下降的幅度有所減緩，這是由于氣驅(qū)水已開始發(fā) 生于孔徑相對較小的孔道中。做下一個束縛水飽和度下的滲流實驗，重復以上操作，直至一個足夠大的壓力值為止。測試裝置和流程圖如圖 、 所示。 可動水飽和度為地層中原始含水飽和度與束縛水飽和度之間的差值，表征開采壓力下地層產(chǎn)水的潛力。 低滲致密氣藏中，滑脫效應與啟動壓力梯度效應哪一個占主導地位，取決于水在孔隙喉道處是否會形成堵塞而阻礙氣體流動。 西南石油大學本科畢業(yè)論文 8 圖 氣水相對滲透率測定流程圖 依據(jù)行業(yè)標準 SY/T 5843－ 1997，非穩(wěn)態(tài)法測定氣水相對滲透率是以一維兩相滲流理論（即貝克萊－列維爾 特前緣推進理論）和氣體狀態(tài)方程為依據(jù)，利用非穩(wěn)態(tài)恒壓法進行巖樣氣驅(qū)水實驗。s 以及須二地層水，粘度為 （ 1）打開高壓氣瓶閥，用壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)圍壓 200psi，調(diào)節(jié)內(nèi)壓 100psi； （ 2）將巖心裝入巖心夾持器； （ 3）關 EXHAUST 閥，開 HASSLER 閥施加圍壓； （ 4）開 GAS SOURCE 閥，根據(jù)巖心滲透率的大小，選擇高壓調(diào)節(jié)器或低壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)壓力； （ 5）選擇合適的節(jié)流器流量計安裝在 ORFICE 口處，測定流量； （ 6）待水柱壓差穩(wěn)定后，記錄上流壓力、節(jié)流器水柱壓差和節(jié)流器流量值； （ 7）實驗結(jié)束后，關閉氣源閥、高壓氣瓶閥，取出節(jié)流器流量計。 儲層巖心基礎儲滲物性實驗 本次實驗針對新場氣田低滲氣藏難動用儲量開發(fā)與開采技術研究的需要，首先從德陽巖心庫選取了須二層、須四層的巖心樣品。本文的研究技術路線如圖 1 圖 1 技術路線流程圖 問題的提出 文獻資料的調(diào)研 低滲透氣藏低速非達西滲流規(guī)律分析 不同含水飽和度下的啟動壓力梯度 建立滲流物理模型 模型數(shù)值求解 反滲吸水鎖效應 實例計算 計算結(jié)果對比 實用性分析 低滲透氣藏氣水兩相滲流物理特征及應用研究 5 2 氣水兩相相滲曲線測試研究 與油藏相比，天然氣藏的儲層物性更為復雜，氣體有不同于液體的特殊可壓縮性。 技術路線 本文的研究技術路線為 :首先收集大量的國內(nèi)外相關文獻資料進行調(diào)研 ,初步了解西南石油大學本科畢業(yè)論文 4 國內(nèi)外對低滲透氣藏氣水兩相滲流的研究現(xiàn)狀，明確考慮啟動壓力和反滲吸水鎖效應的目的及意義。微觀模型試驗研究可以更好地理解低滲透氣藏中氣水兩相滲流復雜的物理過程。 （ 4） 推導出考慮反滲吸水鎖效應的氣井產(chǎn)能公式 。首先對氣水兩相實驗滲流力學的研究現(xiàn)狀進行了評述，然后對氣水兩相滲流的具體應用進展進行了分析，最后對氣水兩相滲流及應用研究進行了展望 ,這 對于氣水兩相滲流機理及其應用的進一步研究提供了基礎。低滲氣井的合理生產(chǎn)壓差應該控制在 5～ 10MPa，井距以 600m 內(nèi)為宜。 低滲透氣藏氣水兩相滲流物理特征及應用研究 3 朱光亞，劉先貴等 [8]通過開發(fā)實踐和室內(nèi)實驗表明，低滲透氣藏的氣、水滲流規(guī)律不遵循達西定律。水驅(qū)氣過程中封閉氣的形成方式主要有繞流形成的封閉氣、卡斷形成的封閉氣孔隙盲端和角隅形成的封閉氣、 “H 型 ”孔道形成的封閉氣 。 在單井數(shù)值模擬研究方面 ,Aziz[3]提出利用單井模擬來研究多相注入、 生產(chǎn)和恢復等問題 ,可用有限差分法將油藏分為徑向和垂向的網(wǎng)格進行模擬 Williamson[4]等人也進行了類似的討論 , Settari[5]等使用點中心網(wǎng)格模擬了井筒周圍存在兩相或三相流動的錐進問題 ,同時還可以模擬生產(chǎn)井附近的毛管力末端效應 ,Thimble 等 [6]提出的錐進模型允許指定油產(chǎn)量或其它的 約束條件 ,如最大油氣比產(chǎn)量項與井口控制方程一起穩(wěn)式處理并和油藏方程同時求解 ,以后的研究多是在油氣藏模擬模型差分離散和線性化處理 (如半隱式、 全隱式、 自適應隱式和線性代數(shù)方程組求解方法 (如 D4 高斯解法、 預處理共軛梯度法 )等方面發(fā)展 ,使錐進問題的模擬速度更快 ,精度更高 ,穩(wěn)定性更好 ,與實際更接近。這些措施已貫穿于地質(zhì)研究、鉆井、完井、氣藏工程等直到氣藏停產(chǎn)的整個過程，其主要作用是增大氣體在儲層段的滲透能力，增加單井產(chǎn)量和最終采收率，提高經(jīng)濟效益。但在氣藏開發(fā)中 , 低滲透氣藏具有廣泛的資源 ,因此有重要的價值。此選題的目的就在于探索和認識該類低滲透氣藏地層流體的滲流特征及對氣井產(chǎn)能的影響，為氣井合理配產(chǎn)和生產(chǎn)動態(tài)預測提供實驗基礎。目前我國經(jīng)濟發(fā)展一日千里，對天然氣的需求量也與日俱增，隨著各大老油氣田的開發(fā)進入后期，對各高埋深、中低滲的油氣藏開發(fā)已迫在眉睫。 本文通過實驗結(jié)果推導出了考慮反滲吸水鎖效應的產(chǎn)能公式， 并將研究成果應用于新場低滲低壓氣藏氣井產(chǎn)能和生產(chǎn)動態(tài)分析中，對實驗結(jié)果的實用性進行了綜合分析，從而為該類氣藏的物理模擬研究和應用提出指導性意見。目前，此類氣藏的儲量動用程度低，開發(fā)效果不夠理想，經(jīng)濟效益差，因此，研究低滲透氣藏的氣水兩相滲流物理特征及其應用技術 ，對改善此類低滲透氣藏的開發(fā)效果，提高其經(jīng)濟效益，保證我國天然氣工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展有重要意義。 摘要 據(jù)近年來的油氣勘探和開發(fā)實踐表明，低滲透氣藏作為一種典型的油氣藏類型在我國的各大油氣田和各含油氣盆地中都有廣泛分布。 本文 針對新場氣田低滲氣藏難動用儲量開發(fā)與開采技術研究的需要，從德陽巖心庫中選取了一些有代表性的樣品開展應力敏感、可動水飽和度、以及反滲吸水鎖啟動壓力等滲流物理特性實驗測試研究。 關鍵詞 :低滲透氣藏、氣水兩相、水鎖啟動壓力、反滲吸效應、可動水飽和度 Abstract The exploitation and development of gas and oil nowadays proved that low permeability gas reservoirs are widely distributed in large oil and gas fields or main oilbearing basins in China. The medium of lowpermeable gas reservoir is mainly lowpermeable sandstone, diagenesis of this type is strong, structure tightness, its matrix has extremely low permeable, so the difficultly of development is a little big. In home, mainly using the hydraulic fracture to enhance the reserves, but due to the plexity of form and spread of the fracture, the interaction of fracture liquid, water and natural gas makes the lowpermeable gas reservoir’s development more plex. At present, usage percent of this type is low, the result of development and economic is not well, so research for the gaswater phase physical transfusion characteristic and usage skill, it has the significant meaning for improving the development of this kind reservoir, increasing the economic benefit and ensuring the sustainable development in gas industry. To meet the needs of difficulttoproduction in Xintian gas reservoir and exploitation technology, this research seeks some typical samples for the test of stress sensitivity, movable water saturation and the starting pressure of reverse imbibitions water blockage effect eta..It turned out that the total saturation of large permeable cores is higher and the saturation of bound water is lower under equal differential pressure。 與油藏相比，天然氣藏的儲層物