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低渗透储层滑脱系数与含水饱和度的关系

刘庆杰  李贤兵  刘宝华  严守国  
【摘要】:在低渗透储层中,气体的渗透率与受到围压、温度、含水饱和度等多种因素的影响。这些影响因素可以归结为低渗透岩石致密的孔隙结构、气体的可压缩性、分子扩散等多方面的原因。气体渗流的滑脱效应主要描述气体的渗透率受平均孔隙压力的控制,由于岩心的含水饱和度的影响,气体的滑脱系数也会发生较大的变动。研究含水饱和度对滑脱系数的影响对于气水相对渗透率曲线的测定、天然气开采及注气采油的数值模拟都具有重要的影响。本文通过低渗透岩心的驱替实验和孔隙网络模型的模拟,考察了滑脱系数与含水饱和度的关系。在实验方面,采用气体驱替的方法,通过控制驱替压力及驱替时间建立不同的含水饱和度,随后测定了在不同的含水饱和度下的气体滑脱系数。在孔隙网络模拟方面,提出了采用孔隙网络模型研究气体渗流的滑脱效应的理论方法。这种方法从气体微观流动机制的分析入手,在毛细管单元中引入气体流动的双重机制,实现定量刻画气体在致密岩石中的滑脱效应。通过孔隙网络驱替过程的模拟,考察了不同含水饱和度下滑脱系数的变化规律。通过岩心实验和网络模型模拟表明: 1.滑脱系数和岩石的渗透率之间存在明显的指数关系,渗透率越小,滑脱系数越大。2.滑脱系数不仅与含水饱和度的大小有关,还与含水饱和度的存在的方式有关。当含水饱和度主要存在于小孔隙时,随着含水饱和度的增大,滑脱系数呈减小的趋势;当含水饱和度主要以水膜的形式存在于孔隙壁上时,随着含水饱和度的增大,滑脱系数有略微增大的趋势。

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