煤储层渗透率测试、模拟与预测研究进展

渗透率是煤层气开发的重要参数，煤储层较强的非均质性使得现场少量试井结果难以反映区域性渗透率规律，不同仪器、方法、样品尺寸、压力、温度及介质条件下获得的实验渗透率对比性也较差。对比分析了不同试井方法(钻杆测试、水罐测试、段塞测试、注入/压降测试)、不同实验测试方法(稳态法、非稳态法)的优缺点、适用条件及渗透率测试标准的演化历程，系统评述了单轴应变条件、恒定体积条件以及三轴应力条件下渗透率模拟模型的适用性，分析了基于裂隙、煤体结构、地应力、构造曲率等单一主控因素预测渗透率及人工智能(BP神经网络、灰色关联分析、支持向量回归机、多层次模糊综合评价)多因素预测的可靠性，总结了煤储层渗透率在测试、模拟和预测方面存在的问题，并提出了进一步研究的展望。研究结果表明现场注入测试是获取原位煤储层渗透率的主要方法，实验室非稳态法渗透率测试适合我国低渗煤储层；单轴应变条件下的P-M模型和S-D模型适用于恒定垂直外部应力条件下的模拟，恒定体积条件下的Ma模型对于多数煤类输入的参数均可测量，模拟结果可靠性较高，三轴应力条件下的Connell模型和Zhou模型更有利于通过实验室测定对模拟渗透率进行验证；基于煤层气...     

聚驱控制程度在聚驱方案编制中的应用

克拉玛依油田七东1区克下组砾岩油藏孔隙结构复杂、非均质性严重,目前已普遍处于高含水、高递减,低速、低效的开发阶段,面临着迫切提高采收率的问题。聚合物驱技术正在成为此类油藏提高油田开发水平的重要技术支撑。借助精细三维地质模型细化到单位网格计算聚驱程度,既综合考虑平面连通状况又量化了聚合物驱油层的主要特征;结合岩心实验及相关经验公式,将渗透率进行分级处理,建立了精细三维地质模型;在此基础上,以渗透率为滤波条件,并充分考虑聚合物驱不到的中低渗透层区域影响,利用精细模型网格提取油层孔隙体积及总体积,获得聚驱控制程度。结果表明,利用三维效果表征不同渗透率级别下井网对油层的控制程度,有利于指导聚驱综合调整方案优化,改善砾岩油藏聚驱开发效果。     

页岩注入超临界CO2渗流及增透实验

以四川省长宁县双河镇燕子村龙马溪组页岩为研究对象，采用自行研制的三轴渗流装置，开展了考虑注入压力和体积应力影响的页岩中超临界CO₂渗流及增透规律实验研究。结果表明：页岩中超临界CO₂渗透率随着孔隙压力增大呈现先减小后增大趋势，当孔隙压力较小时存在Klinkenberg效应；随体积应力的增大渗透率逐渐减小，曲线基本呈现负指数变化规律。开展不同增透条件下页岩中CH₄渗流实验，宏观量化分析超临界CO₂注入压力对于页岩增透效果的影响，可以得出随着超临界CO₂注入压力的增加，CH₄渗透率呈现上升趋势，但增长幅度先上升后下降，即超临界CO₂注入压力为9.5MPa时增透效果最为明显。通过微观分析页岩元素含量得出超临界CO₂可以萃取和溶解页岩中的O、Ca、Mg等矿物元素，有效促进页岩内部微孔隙的发育，致使页岩渗透能力增强。     

530井区八道湾组油藏优势通道识别方法与剩余油分布研究

现阶段已有的油藏描述方法不能满足油藏开发的当今需要,针对不同分区物性差异较大,不同分区非均质性差异较大的530井区八道湾组油藏更是如此。大量研究和油田开发经验,尤其是近年来水平井钻井活动更加清楚的揭示了油层横向的连通性比原来预料的要差得多,这也在储层注水开发过程中不断被证实,即油藏存在横向上优势渗流条带或称优势渗流通道而不是大面均匀驱替。油藏开发特别是注水开发,有时会出现强注强采现象,使得储层物性参数、流体性质和渗流特征都发生了很大变化。因此利用物质流线技术进行四维流线数值模拟就成为研究530井区八道湾组油藏的唯一解决办法,既可以满足其不同分区非均质性差异较大的问题,也可以就J1b51层纵向上动用程度较高,但剖面动用不均的问题进行满足,同时对于砾岩油藏的剩余油饱和度变化分布以及物质流线四维分布都可以进行很好的计算与刻画。     

苏里格气田盒8段致密砂岩气储层滑溜水压裂渗吸实验研究

以鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8段致密砂岩气藏储层为研究对象,对其天然岩心进行了室内自发渗吸模拟实验,具体选择采用质量法和体积法,分析研究了影响致密砂岩储层自吸的因素。实验表明,渗透率、温度因素对致密砂岩岩心渗吸采收率的影响较大,且都为积极影响。     

一种考虑风电渗透率变化的AGC方法

新能源发电渗透率的提高给传统自动发电控制（automatic generation control，AGC）带来了新的挑战。数据研究表明，风电渗透率的改变会对AGC系统的参数产生影响，在此基础，提出一种基于系统补偿的AGC方法，在AGC参数不能及时在线整定的情况下，能降低对系统稳定性的影响。首先，构建含有风电的区域互联AGC系统模型；然后，讨论了当风电渗透率发生变化时，AGC系统参数的调整依据；在此基础上，设计补偿环节与传统模型预测控制器（model predictive controller，MPC）形成串联结构，以消除当风电渗透率发生变化时，由于参数不匹配对AGC效果的不利影响；最后，通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性，仿真结果表明：当风电渗透率发生变化时，通过补偿环节参数的调整能够有效消除其对系统参数的影响，从而获取更好的频率控制效果。     

CO2-水-岩石相互作用对岩石孔渗参数及孔隙结构的影响——以延长油田35-3 井储层为例

二氧化碳注入油藏后会与储层中的地层水和岩石发生反应,导致储层的孔隙度、渗透率和孔隙结构等物性参数发生改变。以延长靖边油田特低渗油藏35-3井储层岩心为研究对象,研究了不同反应时间和反应压力下CO_2-水-岩石相互作用后,岩石孔隙度、渗透率和孔隙结构分布的变化,考察了压力对CO_2-水-岩石相互作用后岩石表观形貌及溶液中Ca~(2+)浓度的影响。结果表明,岩石孔隙结构的变化受溶蚀作用、微粒运移和新生矿物沉积的综合影响;当反应时间和反应压力改变时,岩石内小孔隙的分布发生较大的改变,大孔隙分布变化不明显。CO_2-水-岩石作用6数24 h后,岩石水测渗透率均降低;随反应时间增加,岩石孔隙度先降低后增加,岩石渗透率恢复值逐渐增加,CO_2对储层渗透率变化的影响逐渐减小。CO_2-水-岩石在7数15 MPa下作用后,岩石水测渗透率均降低;随压力增加,岩石孔隙度先增加后降低,岩石渗透率恢复值逐渐降低,CO_2对储层渗透率变化的影响增加。反应压力增加,岩石溶蚀现象更加明显,溶液中Ca~(2+)浓度增加。     

致密砂岩分形渗透率模型构建及关键分形参数计算方法

针对现有渗透率分形模型关键参数计算方法与渗透率相关性较差、迂曲度分形维数不能反映三维特征,造成致密砂岩渗透率预测困难的问题,基于致密砂岩孔隙结构分形特征及迂曲毛管束模型,构建了一种致密砂岩渗透率预测模型,提出了分形维数、迂曲度分形维数、特征长度的有效计算方法,并探讨了不同迂曲度计算方法对致密砂岩渗透率预测的影响。研究表明:构建的渗透率模型可以有效预测致密砂岩渗透率,更接近于实测值,计算得到分形维数与岩心渗透率相关性更强;不同迂曲度计算方法得到的致密砂岩迂曲度值差异较大,选取合适的迂曲度计算方法可以提高致密砂岩渗透率预测精度。研究成果可以准确、快速地预测渗透率,对致密砂岩油藏储层评价与有效开发具有重要意义。     

液氮溶浸作用对不同煤阶煤样渗流特性的影响

中国低透气性煤层广泛赋存且煤阶跨度较大。针对不同煤阶、性质煤层如何确定有效的液氮致裂方式是一个亟待解决的难题。为此,分别选择褐煤、烟煤和无烟煤3种煤阶的煤样进行不同条件下的液氮溶浸,并使用摄像机定点拍摄、观察煤样表面宏观裂隙的演化规律,使用受载煤体注气驱替瓦斯测试实验系统与纯度为99.999%的氮气测试得出煤样渗透率的变化规律。对实验得到的煤样渗流曲线趋势进行简要讨论,对比分析了液氮处理不同阶段煤样的渗透率数值。实验结果表明:①相同围压条件下,煤样的渗透率随着气体压力的增加呈"U"型变化趋势,使用二次函数公式拟合效果良好;②单次液氮处理即可对褐煤煤样产生显著增透效果;③通过增加液氮循环处理次数可有效提升液氮对烟煤的增透效果,一次液氮溶浸处理后的烟煤渗透率增幅最大达到514.89%,两次处理后最大可达到1 129.79%;④多次液氮处理对无烟煤透气性的改善不甚明显,只会逐渐降低其抗拉强度,通过增大热冷冲击温度梯度的液氮处理方式可以有效改善无烟煤透气性,在围压-气压为2.00～1.25 MPa时,初始温度50℃的无烟煤液氮处理后的渗透率增幅仅为2.44%,而初始温度100℃的无烟煤处理后的渗透率增幅达到125.43%;⑤基于实验结果讨论、提出适宜于不同煤阶煤层的液氮致裂增透方法。