非常規(guī)油氣藏（如頁巖氣、煤層氣和致密砂巖油氣等）的滲透率很低,采用常規(guī)方法不易進行測試和評價。因此,提出了一種改進的壓力衰竭法,用來測試致密巖樣的滲透率和孔隙度,其原理是采用一較小體積的氣源容器,在巖樣一端施加一個較高的壓力,測試系統(tǒng)壓力的衰竭過程,通過不同壓力和時間內(nèi)的衰減壓差,計算巖心的滲透率和孔隙度。對測試原理進行了分析,并給出孔隙度和滲透率計算模型,同時測試分析典型致密頁巖巖樣的壓力衰竭規(guī)律,研究不同因素（氣體組分、溫度、圍壓和驅(qū)替壓力）對壓力衰減規(guī)律和滲透率的影響。對一頁巖巖樣根據(jù)實驗結(jié)果計算了不同測試條件下的滲透率值,計算結(jié)果表明,隨著溫度及圍壓的升高,滲透率均降低,表明溫度和圍壓對滲透率測量結(jié)果有重要的影響。滲透率實驗測量結(jié)果與現(xiàn)場測試結(jié)果對比,兩者數(shù)量級保持一致,表明實驗方法可靠。 

【文章來源】：油氣藏評價與開發(fā). 2020,10(01)CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

壓力衰竭法實驗裝置

40℃條件下，CH4在不同巖樣中壓力衰竭曲線如圖2所示。CH4在煤樣巖心中的壓力衰減速率最快，而在頁巖的壓力衰減最慢。所測試的煤巖微裂縫和孔隙發(fā)育較好，與致密砂巖和頁巖相比，滲透率較大。而頁巖較為致密，孔隙度和滲透率都很低，所以氣體的滲流和壓力衰減很慢[16]。顯而易見，壓力衰竭曲線可以有效地體現(xiàn)巖樣的滲透率，即K煤>K致密砂巖>K頁巖。BRACE等在1968年首次提出TPD測試方法[17]。相對于穩(wěn)態(tài)測試方法而言，TPD法的主要優(yōu)點為縮短了測試時間。實驗過程中需要記錄巖樣兩端壓力隨時間變化規(guī)律，而文中改進的壓力衰減法測試頁巖滲透率只需要記錄測試氣體滲流過程中的入口端壓力衰減規(guī)律，不需要測量巖心任意截面上的氣體流量，也不需要測量出口端壓力變化規(guī)律。因此，在實驗過程中減少了需要測量的變化量，從而減小了因測量誤差等人為因素對測試結(jié)果的影響，保證測量結(jié)果更加準確。選取某一合適的測試壓力作為開始時間，即t0=0，取一定的時間間隔（研究的頁巖巖樣，選取1 s作為時間間隔）記錄入口端壓力變化規(guī)律，測試原理圖如圖3所示。巖樣滲透率可通過公式（7）和公式（8）計算得到。

式中：Kg為氣測滲透率，10-3μm2;P(t)為不同時刻入口壓力，MPa;Pi為入口端初始壓力，MPa；μ為氣體黏度，m Pa·s;z為氣體壓縮因子，MPa-1;L為巖心長度，cm;Vu為巖心入口端體積，cm3;A為巖心橫截面積，cm2；α為半對數(shù)坐標中P(t)/Pi與時間t的對應(yīng)斜率，如圖4所示。圖4 無因次壓力隨時間變化曲線

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3576632