[发明专利]一种考虑束缚水饱和度的岩心多次应力敏感测试方法

权利要求书

1.一种考虑束缚水饱和度的岩心多次应力敏感测试方法，依靠气测渗透率装置完成，该装置包括恒温箱、岩心夹持器、氮气中间容器、驱替泵、围压泵、回压泵、气水分离器，岩心夹持器、氮气中间容器位于恒温箱中，岩心夹持器入口端通过氮气中间容器连接驱替泵，出口端通过回压阀分别连接回压泵和气水分离器，岩心夹持器还连接围压泵，两端设置压差计，其特征在于，该方法依次包括以下步骤：

(1)将岩心样品清洗、烘干，测量岩心长度L、直径d、孔隙度然后将岩心在常温下抽真空，再放入地层水中饱和24h，记录饱和的水量S_w1；

(2)确定上覆岩层压力Pw：

Pw＝ρ*g*h

式中h—岩心取心深度，m；ρ—上覆岩层密度，kg/m³；g—重力加速度，9.81m/s²；

(3)将岩心放入岩心夹持器中，恒温箱升温至地层温度，对岩心进行建压，将驱替泵调至恒速模式，将氮气按照0.125ml/min注入岩心至内压达到地层压力P，建压过程中保持围压大于出口压力5MPa，回压大于出口压力2MPa，当围压等于Pw、回压等于P时，保持围压和回压不变，继续注入氮气将地层水驱出，记录驱出的水量S_w2，建立束缚水饱和度当束缚水饱S_w和储层要求的束缚水饱和度S_wf一致则建压完成，停止注气；

(4)保持围压不变并按照压力为5Mpa将内压从P进行逐级降压至设计的最低压力P_o，完成降压开采过程，每次降压都在出口端利用气水分离器记录采出的水量W_i(i＝1,2,3…)、气量G_i(i＝1,2,3…)，通过压差计记录岩心两端的压差ΔP_i(i＝1,2,3…)，根据达西定律计算降压过程中每个压力点岩心的气相渗透率K_i(i＝1,2,3…)：

式中，Q—采出流体总流量，即出口端采出的水量W_i、气量G_i之和，cm³/s；μ_m—流体在实际压力下的粘度，即出口端采出的水蒸汽、氮气混合气体在实际压力下的粘度，Pa·s；L—岩心长度，cm；A—岩心截面积，cm³；ΔP_i—降压过程中岩心两端压差，MPa；

(5)当内压降低到P_o后，保持围压不变，继续使用驱替泵按照0.125ml/min将氮气注入岩心，使内压从P_o按照压力为5Mpa进行逐级升高压力至P，完成关井恢复过程，每次升压都在出口端利用气水分离器记录采出的水量W_j(j＝1,2,3…)、气量G_j(j＝1,2,3…)，通过压差计记录岩心两端的压差ΔP_j(j＝1,2,3…)，根据达西定律计算升压过程中每个压力点岩心的气相渗透率K_j(j＝1,2,3…)：

式中Q—采出流体总流量，即出口端采出的水量W_j、气量G_j之和，cm³/s；μ_m—流体在实际压力下的粘度，即出口端采出的水蒸汽、氮气混合气体在实际压力下的粘度，Pa·s；L—岩心长度，cm；A—岩心截面积，cm³；ΔP_j—升压过程中岩心两端压差，MPa；

(6)将降压过程、升压过程中压力大小相同的点所对应测试得到的渗透率进行比较，如果在相同压力点下升压过程测试得到的渗透率K_j小于降压过程测试得到的渗透率K_i，则表明岩石渗透率随着应力大小的改变有一定程度的恢复但不能恢复到其原始值，即渗透率发生部分不可逆变化，两者差值越大，表明岩石受到应力敏感的程度越大。

2.如权利要求1所述的一种考虑束缚水饱和度的岩心多次应力敏感测试方法，其特征在于，所述混合气体在实际压力下的粘度μ_m按照如下公式进行计算：

(μ_m-μ^o)ξ_m＝1.08×10^-8×[exp(1.439ρ_rm)-exp(-1.111ρ_rm^1.858)]

式中，μ_m:混合气体在实际压力下的粘度，Pa·s；

μ^o:混合气体在常压下的粘度，Pa·s；

ρ_rm:混合气体对比密度；

ξ_m:组合数；

M_m:混合气体实际相对分子质量，g/mol；

μ_N:氮气常压下粘度，Pa·s；

μ_W:水蒸气常压下粘度，Pa·s；

Μ_N:氮气常压下的相对分子质量，g/mol；

Μ_W:水蒸气常压下的相对分子质量，g/mol；

ρ_m:混合气体实际压力下密度，Kmol/m³；

ρ_cm:混合气体临界条件下密度，Kmol/m³；

T_cm:混合气体虚拟临界温度，℃；

P_cm:混合气体虚拟临界压力，MPa；

Φ_NW:两组分间的结合因子。