專利名稱：快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天然氣勘探和開發(fā)過程中評價技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法。
背景技術(shù)：
水鎖效應(yīng)是油氣田開發(fā)中普遍存在的問題，在鉆井、完井、修井和增產(chǎn)措施等作業(yè)中都不同程度地存在水鎖效應(yīng)，導(dǎo)致油氣井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。因此，研究水鎖效應(yīng)的影響因素，尋找抑制和解除水鎖傷害的方法，對改善低滲透油氣藏的開發(fā)效果有重大意義。近幾年國內(nèi)外研究油氣藏水鎖傷害的機(jī)理、預(yù)防方法和解除水鎖效應(yīng)的技術(shù)措施很多，發(fā)表的文章也很多，大多針對各自的研究區(qū)域，以機(jī)理研究為主，實驗方法各種各樣， 很少系統(tǒng)探討水鎖實驗研究方法，尤其是在低滲透氣藏巖心中很難建立超低含水飽和度， 造成目前國內(nèi)無統(tǒng)一的低滲透氣藏水鎖實驗評價方法。水鎖傷害實驗的關(guān)鍵在于建立巖心不同含水飽和度，目前建立含水飽和度的方法歸納起來主要有一下幾種自然風(fēng)干法、干氣驅(qū)替法、離心法、烘干法、加濕氣驅(qū)法，但對于低滲透氣藏，文獻(xiàn)資料中很少見到建立很低的含水飽和度，這些方法各自都存在不同的優(yōu)缺點。風(fēng)干法和烘干法，雖然能建立很低的含水飽和度，但是不能區(qū)分出可動水和不動水飽和度下的水鎖傷害程度；而驅(qū)替法，雖然能確定可動水和不動水飽和度，但是其缺點容易氣串，不動水飽和度很高，不能確定更低的含水飽和度。2005年Vol 106，西部探礦工程，楊建軍在《水鎖效應(yīng)的研究狀況及預(yù)防和解除方法》一文中，介紹了水鎖的形成機(jī)理、度量標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)測方法以及解除和預(yù)防水鎖的方法； 2007年Vol22，西安石油大學(xué)學(xué)報，趙春鵬在《低滲透砂巖氣藏水鎖傷害研究進(jìn)展》一文中， 總結(jié)了近年來國內(nèi)外關(guān)于水鎖效應(yīng)的傷害機(jī)理，影響因素預(yù)測方法以及解除方法，解釋了水鎖的成因以及發(fā)生過程并以灰色理論為基礎(chǔ)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型比較準(zhǔn)確地預(yù)測了水鎖傷害程度，但是，兩篇文章都沒有介紹水鎖實驗方法。2009年Vol22，西南石油大學(xué)學(xué)報，唐海在《致密低滲氣藏水鎖影響因素研究》一文中，采用驅(qū)替法來確定樣品的含水飽和度，由于樣品的滲透率很低，使的不動水含水飽和度都很高，大部分都在在65%以上，不能確定更低含水飽和度下的水鎖傷害程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種確定出可動水和不動水的含水飽和度，區(qū)分出不同含水飽和度傷害程度的快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法，包括計算樣品干樣時的氣體滲透率Ka ；計算樣品含可動水和不動水的樣品的氣體滲透率Kwgi ；根據(jù)所述Ka和Kwgi計算氣體滲透率的變化率；根據(jù)所述氣體滲透率的變化率來判定水鎖傷害程度。
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根據(jù)本發(fā)明提供的快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法將驅(qū)替法和烘干法結(jié)合，并將稱重法確定含水飽和度引入其中，建立的一種新方法，可確定出可動水和不動水的含水飽和度，區(qū)分出不同含水飽和度的傷害程度。并增加傷害程度評價標(biāo)準(zhǔn)。它不僅細(xì)化樣品不同飽和度下的傷害程度，而且可以區(qū)分可動水和不動水的傷害程度。


圖1是本發(fā)明實施例提供的快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法的流程示意圖；圖2是圖1所示方法中計算樣品含可動水和不動水的樣品的氣體滲透率Kwgi的流程示意圖；圖3是圖2所示計算樣品含可動水時的氣體滲透率Kwgl的流程示意圖；圖4是圖2所示計算樣品在烘干時的氣體滲透率Kwg2的流程示意圖；本發(fā)明目的、功能及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實施例方式氣藏水鎖就是樣品孔喉中的水對氣體滲流能力的影響，含水越高，氣體滲流能力越小，反之亦然。將氣藏樣品含水飽和度可分為可動水和不動水。所謂可動水，就是在外界動力下可以流動的水，存在相對較大的孔喉中；所謂不動水，就是在外界動力下不能流動的水，一般存在微小孔喉中。氣藏含水飽和度可分為可動水和不動水二部分，可動水一般在外力的作用下，可以流動，可用驅(qū)替法可以將這部分水驅(qū)走。不動水部分，在外力作用下是驅(qū)不出來的，可采用烘干法進(jìn)行驅(qū)走。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法可包括以下步驟步驟1、計算樣品干樣時的氣體滲透率Ka。樣品干樣指的是樣品既不包括可動水， 也不包括不動水。Ka是根據(jù)氣體達(dá)西定律通過公式QXqgXPaX μ XL)/AX (P1^P22)計算得到。所述qg是氣體流量；所述Pa是大氣壓力；所述P是氣體粘度；所述L是樣品長度； 所述A是樣品端面積；所述P” P2分別為氣體滲透率儀入口和出口的絕對壓力。步驟2、計算樣品含可動水和不動水的樣品的氣體滲透率Kwgi。步驟3、根據(jù)所述Ka和Kwgi計算氣體滲透率的變化率。步驟4、根據(jù)氣體滲透率的變化率來判定水鎖傷害程度。參見圖2，步驟2計算樣品含可動水和不動水的樣品的氣體滲透率Kwgi可包括以下步驟步驟21、采用氣體驅(qū)替法將含可動水的樣品進(jìn)行氣液分離，計算樣品含可動水時的氣體滲透率Kwgl。該步驟將結(jié)合圖3進(jìn)行具體說明。步驟22、經(jīng)過所述驅(qū)替法驅(qū)替可動水后只含不動水的樣品，進(jìn)行烘干，計算樣品在烘干時的氣體滲透率Kwg2。該步驟將結(jié)合圖4進(jìn)行具體說明。參見圖3，步驟21采用氣體驅(qū)替法將含可動水的樣品進(jìn)行氣液分離，計算樣品含可動水時的氣體滲透率Kwgl可包括以下步驟步驟211、將100%含水的樣品進(jìn)行氣液分離，記錄不同時間驅(qū)出的水量和氣體流量。
步驟212、根據(jù)不同時間驅(qū)出的水量，計算樣品的含水飽和度，并記錄所述含水飽和度下的氣體通過樣品的流量。計算樣品的含水飽和度是通過Sw= (l-Vwi/Vp)X100%計算得到，所述Sw是樣品含水飽和度，所述Vwi是不同時間驅(qū)出的水量，所述Vp是樣品孔隙體積。步驟213、根據(jù)氣體達(dá)西定律計算所述含水飽和度下的樣品氣體滲透率Kwgl。即Kwgl 通過公式OXqgXPaX μ XL)/AX (P/-P/)計算得到。所述qg是氣體流量；所述Pa是大氣壓力；所述μ是氣體粘度；所述L是樣品長度；所述A是樣品端面積；所述P1. P2分別為氣體滲透率儀入口和出口的絕對壓力。參見圖4，步驟22經(jīng)過所述驅(qū)替法驅(qū)替可動水后只含不動水的樣品，進(jìn)行烘干，計算樣品在烘干時的氣體滲透率Kwg2可包括如下步驟步驟221、將只含不動水的樣品進(jìn)行烘干；烘干溫度可控制在45--50°C。步驟222、每烘一定時間，對樣品進(jìn)行稱重，計算該重量下樣品的含水飽和度，并記錄該含水飽和度下氣體通過樣品的流量。所述一定時間根據(jù)樣品重量變化來決定，含水飽和度越小烘干時間越長。例如，重量每變化在0. 05-0. Ig時，測量一次樣品的氣體滲透率。樣品的含水飽和度可通過Sw= [1-出-&/^)]/\*100%計算得到，所述51 是樣品含水飽和度，所述Vp是樣品孔隙體積，所述G是樣品100%含水時的重量，所述Gi是樣品不同時間烘干時的重量，所述P是樣品飽和水的密度。步驟223、根據(jù)氣體達(dá)西定律計算所述含水飽和度下的計算樣品氣體滲透率Kwg2。 Kwg2通過公式QXqgXPaX μ XL)/AX (P1^P22)計算得到。所述 是氣體流量；所述Pa是大氣壓力；所述μ是氣體粘度；所述L是樣品長度；所述A是樣品端面積；所述P1. P2分別為氣體滲透率儀入口和出口的絕對壓力。經(jīng)過步驟21、22可以確定樣品氣體滲透率Kwgl、Kwg2，即確定不同含水飽和度下的樣品氣體滲透率Kwgi。那么，步驟3中氣體滲透率的變化率是通過Dn= (Ka-Kwgi)/KaX 100%計算得到；所述Dn是氣體滲透率變化率，所述Ka是干樣時氣體滲透率，所述Kwgi是不同含水時的氣體滲透率，即所述Kwgl及Kwg2。。計算得到的Dn的值可以是5 %、30 %、50 %、70 %、90 %等。步驟4、根據(jù)所述氣體滲透率的變化率來判定水鎖傷害程度?？筛鶕?jù)表1 (水鎖損害率及對應(yīng)的水鎖程度表)進(jìn)行判斷。表 權(quán)利要求
1.一種快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法，其特征在于，包括 計算樣品干樣時的氣體滲透率Ka ；計算樣品含可動水和不動水的樣品的氣體滲透率Kwgi ； 根據(jù)所述Ka和Kwgi計算氣體滲透率的變化率；及根據(jù)所述氣體滲透率的變化率來判定水鎖傷害程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算樣品含可動水和不動水的樣品的氣體滲透率Kwgi包括采用氣體驅(qū)替法將含可動水的樣品進(jìn)行氣液分離，計算樣品含可動水時的氣體滲透率κ .ivWgl ，經(jīng)過所述驅(qū)替法驅(qū)替可動水后只含不動水的樣品，進(jìn)行烘干，計算樣品在烘干時的氣體滲透率Kwg2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用氣體驅(qū)替法將含可動水的樣品進(jìn)行氣液分離，計算樣品含可動水時的氣體滲透率Kwgl包括將100%含水的樣品進(jìn)行氣液分離，記錄不同時間驅(qū)出的水量和氣體流量； 根據(jù)不同時間驅(qū)出的水量，計算樣品的含水飽和度，并記錄所述含水飽和度下的氣體通過樣品的流量；根據(jù)氣體達(dá)西定律計算所述含水飽和度下的樣品氣體滲透率Kwgl。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述計算樣品的含水飽和度是通過Sw= (l_Vwi/Vp) \100%計算得到，所述51 是樣品含水飽和度，所述Vwi是不同時間驅(qū)出的水量，所述Vp是樣品孔隙體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述經(jīng)過所述驅(qū)替法驅(qū)替可動水后只含不動水的樣品，進(jìn)行烘干，計算樣品在烘干時的氣體滲透率Kwg2包括將只含不動水的樣品進(jìn)行烘干；烘干溫度控制在45--50°C ；每烘一定時間，對樣品進(jìn)行稱重，計算該重量下樣品的含水飽和度，并記錄該含水飽和度下氣體通過樣品的流量；根據(jù)氣體達(dá)西定律計算所述含水飽和度下的計算樣品氣體滲透率Kwg2 ； 所述一定時間根據(jù)樣品重量變化來決定，含水飽和度越小烘干時間越長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述樣品含水飽和度是通過Sw = [I-(G-GiZiP)VVpX 100%計算得到，所述Sv是樣品含水飽和度，所述Vp是樣品孔隙體積，所述G是樣品100%含水時的重量，所述Gi是樣品不同時間烘干時的重量，所述P是樣品飽和水的密度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項所述的方法，其特征在于所述Ka、Kwgl及Kwg2通過公式QXqgXPaX μ XL)/AX (P1^P22)計算得到；所述 是氣體流量；所述Pa是大氣壓力；所述μ是氣體粘度；所述L是樣品長度；所述A是樣品端面積；所述P1、P2分別為入口和出口的絕對壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述Ka和Kwgi計算氣體滲透率的變化率是通過Dn = (Ka-Kwgi)/KaX 100%計算得到；所述Dn是氣體滲透率變化率；所述Ka是干樣時氣體滲透率；所述Kwgi是不同含水時的氣體滲透率，即所述Kwgl及Kwg2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述氣體滲透率的變化率來判定水鎖傷害程度是根據(jù)下表進(jìn)行判斷
全文摘要
公開了一種快速評價特低滲透氣藏水鎖的方法包括計算樣品干樣時的氣體滲透率Ka；計算樣品含可動水和不動水的樣品的氣體滲透率Kwgi；根據(jù)所述Ka和Kwgi計算氣體滲透率的變化率；及根據(jù)所述氣體滲透率的變化率來判定水鎖傷害程度。該方法可確定出可動水和不動水的含水飽和度，區(qū)分出不同的傷害程度。
文檔編號G01N33/00GK102288732SQ20111021199
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者于忠平, 劉學(xué)剛, 劉飛, 盧濤, 吳凱, 屈雪峰, 林光榮, 王慧玲, 羅麗榮, 韓翼云, 黃靜 申請人:中國石油天然氣股份有限公司