[发明专利]一种径向流条件下不同水合物饱和度时的气水相对渗透率测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种径向流条件下不同水合物饱和度时的气水相对渗透率测定方法，属于天 然气水合物资源开发领域。

背景技术

天然气水合物分布广泛，储量大、能量密度高，是重要的新型能源。随着社会经济的发 展，水合物资源的开发利用得到了普遍关注。目前，水合物藏的开采主要包括降压法、注热 法、注化学剂法和气体置换法等几种模式。

水合物开采时，储层中的流动为气水两相渗流。作为重要的物性参数之一，渗透率对水 合物藏在开采过程中的产气和产水等动态变化特征有决定性影响。然而目前对天然气水合物 藏的研究较少，且研究的焦点主要放在开发方式的选择上，对于天然气水合物藏中的气水相 对渗透率曲线仍然简单地沿用油气田开发经典理论中的相对渗透率模型，但在水合物藏开采 过程中，水合物的饱和度不断发生变化，不同水合物饱和度下气水相渗规律有很大不同，此 外，实际水合物储层中的气水流动为径向流，而目前渗透率都在一维线性流的基础上测定， 因此目前的研究结果与实际开发动态可能存在较大出入，不能反映实际流体的流动状态。综 上可知目前尚缺少一种有效的气水相对渗透率的实验测定方法，这严重制约了对天然气水合 物藏中气水流动规律的认识及相关研究。

发明内容

本发明提供了一种不同水合物饱和度下气水相对渗透率测定方法，在人工合成CH₄水合 物的基础上，使用N₂作为驱替气体，结合多孔介质模型径向流驱替实验，实现了对不同水合 物饱和度状态下气水相对渗透率的测量。研究表明，使用N₂作为驱替气体，能够避免气水两 相渗流过程中导致的CH₄水合物分解或形成，保证测量结果的可靠性。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， 提高不同开发方式研究结果的可靠性具有重要意义。

本法明的具体方法为：

(1)制备多孔介质模型：将50-100目的石英砂洗净并用蒸馏水清洗3-5次，晾干之后 填入反应釜，逐层夯实，形成致密均匀的多孔介质模型，并称量多孔介质模型的质量m₀；

(2)测量多孔介质模型的孔隙度：将真空泵保持负压0.1MPa，对多孔介质模型抽真空 1-3小时，将蒸馏水以0.5-10mL/min的速度注入模型，见水后继续注入1.5-2.5PV的蒸馏水， 待出口端水流速度稳定后，记录此时蒸馏水的累积注入体积V₁和累积产出体积V₂，由式①和 式②，根据模型尺寸计算模型孔隙度φ

Vp=V1-V2-πhRw2]]>①

φ=Vpπh(Re2-Rw2)]]>②

式中，φ为多孔介质模型孔隙度，小数；V_p为多孔介质模型孔隙体积，cm³；V₁为蒸馏水的 累积注入体积，mL；V₂为蒸馏水的累积产出体积，mL；Re为多孔介质模型外径，cm；R_w为多孔介质模型中模拟井内径，cm；h为多孔介质模型高度，cm；