[发明专利]一种致密岩石绝对渗透率的预测方法

说明书

本发明公开了一种致密岩石绝对渗透率的预测方法，包括步骤为：获取解析样品并记录解析样品的第一参数；对解析样品进行井场含气量解析实验，得到累积解析气量‑时间曲线图；测定解析样品的第二参数；以地层压力为初始条件，提钻过程中的泥浆柱压力为边界条件，选取表观渗透率方程通式和质量守恒方程拟合累积解析气量‑时间曲线图，确定具体表观渗透率方程，求得绝对渗透率。通过上述方式，本发明结合了井场含气量解析实验和气体流动物理模型，采用数值计算方法确定致密岩石渗透率方程和绝对渗透率的预测方法，能够应用于致密岩石中油气运输过程的模拟计算。

技术领域

本发明涉及非常规油气勘探开发技术领域，特别是涉及一种致密岩石绝对渗透率的预测方法。

背景技术

渗透率是任何储层岩石油气生产过程中需要的基本参数之一。绝对渗透率是储层岩石允许流体通过其孔隙的能力，代表了地层的通流能力。传统砂岩、灰岩等储层的绝对渗透率一般为毫达西，像页岩和粉砂岩这样的致密储层的绝对渗透率只有几个微达西（甚至纳达西）。常规储层的绝对渗透率通常采用稳态流动实验或非稳态（脉冲）方法测定，详细的实验技术可参阅相关书籍（Kantzas et al.，Fundamentals of fluid flow in porousmedia）。由于富有机质页岩具有超低渗透率，页岩渗透率测试一方面非常耗时，另一方面不遵循与常规储层相似的机理，因此实验研究开展得相对较少（Moghadam and Chalaturnyk,2015, Laboratory investigation of shale permeability, SPE-175919-MS;Moghaddam and Jamiolahmady, 2016, Slip flow in porous media, Fuel, 173: 298-310; Chen et al., 2019, Experimental study of permeability change of organic-rich gas shales under high effective stress. Journal of Natural Gas Scienceand Engineering, 64: 1-14.）。由于页岩孔隙以纳米尺度为主，滑脱流和过渡流占绝对优势，因此页岩渗透率测试所获得的结果不是一个常数，而是压力的函数。也就是说，页岩渗透率测试所获得的是一系列不同压力条件下的表观渗透率值。Klinkenberg（1941）最早基于渗透率实验提出表观渗透率是压力倒数的一阶函数方程用于获得致密岩石的绝对渗透率（截距即为绝对渗透率），以及预测不同压力下的表观渗透率。然而，页岩渗透率与压力的依赖关系远比Klinkenberg公式复杂得多，Moghadam and Chalaturnyk（2014）提出了更适用于低渗介质的Klinkenberg公式的扩展式，Montney和Marcellus页岩实验数据证实扩展式优于Klinkenberg公式（Moghadam and Chalaturnyk, 2015），Moghaddam andJamiolahmady（2016）通过稳态流动和非稳态脉冲渗透率实验发现Barnett、Eagle Ford和Pierre页岩的渗透率与压力倒数之间大致为二阶函数方程。专利CN106442251B公布了一种基于现场页岩含气量测试数据的有效渗透率测量方法，为评定不同温度下页岩的出气能力和有效渗流能力提供实验技术手段。从该专利公布的实施例中，第二容器的水浴温度是不断变化的，未测定第一容器岩心罐内温度，因此计算结果存在较大误差，而且实验条件也不符合井场含气量解析实验条件（水浴温度保持恒定），更重要的是，所获得的有效渗透率与温度和压力都相关，而实际页岩气开采处在基本稳定的温度环境，所以根据专利CN106442251B公布的方法获得的有效渗透率参数对生产实际不具有参考意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种致密岩石绝对渗透率的预测方法，能够用于弥补除实验测试方法之外的超低渗致密岩石绝对渗透率的确定。