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原文传递不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法

专利名称：	不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法
摘要：	本发明公开了不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法，在多孔介质中人工合成CH4水合物的基础上，使用He气作为驱替气体，实现了对不同应力、不同水合物饱和度状态下气水相对渗透率的测量，本发明实用性强，可以反映真实天然气水合物藏中的气水渗流规律，对于认识天然气水合物藏中的气水流动规律，提高产能评价结果的可靠性具有重要意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广州海洋地质调查局
发明人：	李占钊;张渴为;万庭辉;陆程;孙晓晓;于彦江;马超;王静丽;贺会策;耿澜涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910201407.3
公开号：	CN110231266A
代理机构：	北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	宋平
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	510030 广东省广州市环市东路477号大院
主权项：	1.不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法，其特征在于，包括制备实验多孔介质模型；在多孔介质模型上加轴压和围压；测量在该有效应力条件下多孔介质模型的孔隙度；测量在该有效应力条件下多孔介质模型的初始渗透率；在该有效应力条件下的多孔介质模型中合成一定饱和度的水合物；精确测量在该有效应力条件下多孔介质模型中合成水合物的饱和度；测量该有效应力条件下一定气水饱和度下的气水有效渗透率并计算相对渗透率；在该有效应力条件下合成不同饱和度的水合物，并测量在该水合物饱和度条件下，不同气水饱和度状态下的气水相对渗透率；改变作用在多孔介质模型上的有效应力，并在该有效应力条件下合成不同饱和度的水合物，并测量相对应的不同气水饱和度时的气水相对渗透率。 2.如权利要求1所述的不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法，其特征在于，所述的在该有效应力条件下的多孔介质模型中合成一定饱和度的水合物：在合成甲烷水合物的过程中要根据多孔介质模型的孔隙压力要实时调整加在多孔介质模型的围压和轴压，以保证加在多孔介质模型上的有效应力始终保持不变。 3.如权利要求1所述的不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法，其特征在于，所述的精确测量在该有效应力条件下多孔介质模型中合成水合物的饱和度：用实验条件下饱和甲烷的蒸馏水驱替模型中未生成水合物的甲烷气的方法来精确计算模型中水合物的饱和度，Tm状态下模型中自由状态甲烷气体的体积记为V6，则V6由式④计算： V6＝V5-V4 ④ 式中，V6为压力为Pm，温度为Tm状态下模型中自由状态甲烷气体的体积，ml；V5为步骤5累积注入水体积，ml；V4为步骤5累积产出水体积，ml；将压力为Pm，温度为Tm状态下模型中自由状态甲烷气体体积V6，由式⑤，转化为压力为ps，温度为Ts状态下CH4气的体积V7：式中，V7为模型中自由状态的甲烷气体在压力为ps，温度为Ts状态下的体积，ml；V6为模型中自由状态的甲烷气体在压力为Pm，温度为Tm状态下CH4气的体积，ml；Zs为压力为ps，温度为Ts状态下CH4气的压缩因子；Zm为压力为Pm，温度为Tm状态下CH4气的压缩因子；Ts为多孔介质模型在合成水合物之前的环境温度，K；Tm为多孔介质模型在合成水合物之后的环境温度，K；Ps为水合物合成前模型中的压力，Pa；Pm为水合物合成结束后模型中的压力，Pa；则水合物的饱和度，由式⑥计算，式中，V3为压力为ps，温度为Ts状态下水合物合成前模型中CH4气的体积，ml；V7为模型中自由状态的甲烷气体在压力为ps，温度为Ts状态下的体积，ml；Ps为水合物合成前模型中的压力，Pa；Ts为多孔介质模型在合成水合物之前的环境温度，K；Zs为压力为ps，温度为TS状态下CH4气的压缩因子；ρH为甲烷水合物的密度；R为气体常数；Vp为模型孔隙体积。 4.如权利要求1所述的不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法，其特征在于，所述的测量该有效应力条件下一定气水饱和度下的气水有效渗透率并计算相对渗透率：控制回压高于该温度下水合物相平衡压力，并使用惰性气体HE气作为驱替气体的方法来达到在测量过程中模型中水合物饱和度不变的目的，另外在一组实验结束后采用该实验温度和压力条件下饱和度甲烷的蒸馏水作为驱替介质，将模型中的He气驱替出模型的方法来精确计算模型中He气饱和度，水的饱和度，从而达到精确计算气、水、水合物饱和度的目的；由式⑦，计算在压力P5，温度Tm，状态下He气的体积，V10，由式⑧计算模型中He气的饱和度Sg，由式⑨计算模型中水的饱和度Sw，由式⑩计算水相的有效渗透率Kw，由式计算气相的有效渗透率Kg； V10＝V8-V9 ⑦ Sw＝1-Sg-Sh ⑨ 式中，V10为压力P5，温度Tm状态下He气的体积，ml；V8为步骤6累积注入水的体积，ml；V9为步骤6累积产出水的体积，ml；Sg为模型中气相的饱和度，小数；Sw为模型中水相的饱和度，小数；Sh为模型中水合物的饱和度，小数；kw为水相有效渗透率，μm2；qw为水流量，mL/s；μw为水的粘度，mPa·s；P4为多孔介质模型注入端压力，10-1MPa；p3为多孔介质模型出口端压力，10-1MPa；kg为气相有效渗透率，μm2；qg为温度为T0，压力为P0时He的流量，mL/s；μg为温度为Tm，压力为(p3+P4)/2时He的粘度，mPa·s；μw为水的粘度，mPa·s。 5.如权利要求1所述的不同应力不同水合物饱和状态下气水相对渗透率测定方法，其特征在于，所述的改变作用在多孔介质模型上的有效应力，并在该有效应力条件下合成不同饱和度的水合物，并测量相对应的不同气水饱和度时的气水相对渗透率，保持总流量不变，逐渐增大水的注入比例，测量该应力下不同气水饱和度下的相对渗透率，得到应力为Pa，水合物饱和度为SH时的气水相对渗透率数据；通过控制CH4的注入量，生成不同CH4水合物饱和度下的多孔介质模型，测量该应力状态下不同水合物饱和度下的气水相对渗透率数据；通过控制围压和轴压得到不同应力状态下不同水合物饱和度下的气水相对渗透率数据，为了避免多孔介质模型不可逆的应力伤害，加围压和轴压的过程应该为由小至大，逐级增加。
所属类别：	发明专利