滑脱效应其实并不存在

岩心气测渗透率具有较强的压力依赖性，该现象在1941年被L.J.Klinjenberg所发现，在传统渗流力学中称作滑脱效应或Klinenberg效应。从对气测岩心渗透率流程和计算公式分析入手，依据气体地下渗流力学原理，研究认为，由于气体滑脱要求岩心孔隙中存在着无穷大的剪切应力，这实际上是不可能的。因此滑脱效应不具有发生的条件。气测渗透率偏高和对压力依赖性的原因，主要是在计算气测渗透率时气体黏度选用为定值所造成的。由于实验中测试都是在低压下进行的，低压气体黏度对压力十分敏感。因此在测试过程中气体黏度随压力而变化，但在计算渗透率时却只用一个气体黏度值，这就出现了上述现象。同时通过分析，认为气测渗透率还与边界层的存在、气体高速非达西渗流有关。因此正确认识气测渗透偏高和压力依赖性的原因有助于理解气体渗流机理和气测渗透率实验方法的改进。     

特低渗透岩心单相渗流实验研究

为研究特低渗透油藏岩心气、油或水单相流动渗透率的变化，利用朝阳沟油田扶杨油层岩心进行了室内实验，证实了特低渗透岩心单相流体渗流的启动压力和渗透率降低幅度与所用流体性质有关，启动压力增大幅度随气测渗透率减小而增加，渗透率降低幅度随着气测渗透率的降低而增大。     

考虑滑脱效应的非稳态气体渗透性实验研究

气体在低渗透多孔介质中渗流时滑脱效应的影响不可忽略,采用稳态法测定低渗透岩心气体渗透率时需在不同压力下多次测量,经线性拟合才可得到岩心的克氏渗透率和滑脱因子。建立了一种新的方法,在已知克氏渗透率与滑脱因子关系式的基础上,通过推导、求解考虑滑脱效应的非稳态气体渗流方程,得到具有一定渗透性的岩心入口端压力衰减曲线,由最小二乘法原理与该衰减曲线拟合,即可得到岩心的克氏渗透率和滑脱因子。实践表明,该方法得到的克氏渗透率、滑脱因子与稳态法实验结果具有较好的一致性,并且具有流程简单、周期短、效率高等优点。     

超低渗岩石渗透率测试实验方法

室内岩心分析通常依据气测渗透率值与平均压力倒数之间的线性关系校正得到岩石的等效绝对渗透率.由气测渗透率实验研究发现:对于渗透率小于0.1×10<'-3>μm<'2>量级的超低渗岩石,气测渗透率值与平均压力倒数成非线性关系,校正得到的等效绝对渗透率值会偏小甚至为负值.产生这种现象的本质原因在于超低渗岩石孔道半径极小,壁面...     

储层压力条件下低渗砂岩气藏气体渗流特征

针对低渗砂岩气藏开展了储层压力条件下的气体渗流特征理论和实验研究,包括研究滑脱效应的定压差高压渗流实验和研究高速非达西流现象的定回压高压渗流实验.研究结果表明:低渗砂岩气藏储层中气体渗流的滑脱效应可以忽略不计;实验气测岩样绝对渗透率时,应用加回压提高平均压力的实验方法测得的绝对渗透率更为准确;压力梯度达到一定的临界值后...     

致密砂岩储层中气体渗流规律实验研究

为了揭示苏里格气田致密砂岩中气体渗流规律,采用物理模拟方法测试了不同含水条件下不同气驱压力时气体流量,在考虑气体偏差因子、黏度和压力关系基础上,研究了压力、气体偏差因子、黏度与流量的关系。结果表明:致密气藏中气体需要突破一定门槛压力,才能在砂岩孔隙内产生有效流动,岩心渗透率越低、含水饱和度越高,门槛压力越大,当气驱压力突破门槛压力后,气体在砂岩中渗流时表现出黏性流特征;随气驱压力增加,压力/气体偏差因子/黏度与流量的关系会由非线性关系转变为线性关系;岩心渗透率≥1×10~(-3)μm~2时,气体以线性渗流为主;岩心渗透率为(0.1～1)×10~(-3)μm~2时,当气驱压差1 MPa,气体以线性渗流为主;岩心渗透率≤0.1×10~(-3)μm~2时,当含水饱和度为20%,出现气相渗流门槛,当气驱压差3 MPa,气体才能达到线性渗流;渗透率0.345×10~(-3)μm~2时,随渗透率增加,配产界限值先快速增加,之后增速变缓;在渗透率相同条件下,储层含气饱和度愈高,则配产界限值愈高。     

再谈滑脱效应

岩石的气测渗透率高于液测渗透率,且具有压力依赖性,该现象被称作滑脱效应或 Klinkenberg 效应。通过理论和测试资料分析,并结合流体力学原理,对该现象进行深入研究后认为,滑脱效应是一个错误认识。气测渗透率的压力依赖性是由于在计算渗透率时气体黏度取值不当所致,气体黏度在低压下随压力变化很大,但计算渗透率时却选用了定值。滑脱效应将使气体的黏度无法测量,从而出现测试悖论。气体分子时刻在做不规则的热运动,会不停地与孔隙壁面发生碰撞,致使气体无法出现滑脱。岩石渗透率的气测值高于液测值,是测试介质的分子尺度与孔隙尺度对比的结果。地下不存在离散形式的自由分子流。孔隙中只存在几个甲烷分子的地层没有开采价值,不应该作为研究对象。滑脱效应对生产实践没有任何指导意义,建议今后不再对气测渗透率进行滑脱校正。     

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文章通过室内物理模拟气体驱替岩心实验，从流体在低渗透多孔介质渗流机理出发，对所得实验数据进行处理，研究了一种确定低渗气藏气体渗流克林肯贝尔常数和非达西系数的新方法，并验证了气体在低渗气藏中的渗流存在滑脱现象，即克林肯贝尔效应，遵循非达西渗流规律。通过对实验数据进行回归分析，得到低渗气藏气体渗流克林肯贝尔常数大小与地层平均渗透率关系式，并绘制了求解低渗气藏气体渗流克林肯贝尔常数大小的理论图版。文章中所确定的克林肯贝尔常数和非达西系数数学表达式为建立气、水两相渗流数学模型、数值模型以及求解数值模型奠定了基础。     

低渗透气藏克氏渗透率影响因素室内实验研究

含有二氧化碳的低渗透气藏的岩石物性及流体物性具有特殊性,无法准确分析气体滑动效应对克氏渗透率和渗流能力的影响。为此,采用室内单相气体渗流实验进行测定与分析。结果表明,气体在岩心渗流过程中存在克氏效应,岩心类型、围压、气体类别和温度是影响其克氏渗透率的主要因素。孔隙型岩心的克氏渗透率远大于微裂缝—孔隙型岩心的克氏渗透率。随着实验围压的增大,气测渗透率与气体平均压力倒数关系曲线的斜率不变,但是克氏渗透率及其变化幅度逐渐减小。由于气体的相对分子质量不同,二氧化碳的克氏渗透率大于天然气和氮气的克氏渗透率。在相同的实验围压和实验岩心条件下,实验温度越高,其对气体渗流的影响越小,即20℃时岩心的克氏渗透率大于50,80和140℃下岩心的克氏渗透率。     

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低渗气田的开发在我国油气田开发中起着越来越重要的作用，故研究低渗气层中气体的基本渗流规律有着理论和应用价值。文章通过实验方案的设计和优化，选取典型的岩心, 记录了CO₂、N₂和He等气体在不同岩心中渗流时的进出口压力和流量值。对以上实验数据进行分析，其结果为：气体在低渗透岩心中的渗流不遵循达西渗流规律，表现为视渗透率在渗流过程中随气体性质、外界温度和压力等因素的变化而变化。从岩心、气体的物理性质以及力学角度分析认为，低渗透岩心中的气体非达西渗流是由克林贝尔效应引起。文章还从岩心和气体的特性，以及温度、压力等因素系统地研究了气体渗流克林贝尔效应的影响因素，确定出克林贝尔效应常数的变化规律为：克林贝尔效应常数（b）与岩心综合参数成正比，与绝对温度（T）成正比，与气体的黏度成正比，与气体分子量的平方根成反比。所建立的低渗气层中气体的渗流规律为低渗透气田开发方案的制定奠定了理论基础。     

低渗气藏气体渗流滑脱效应影响研究

低渗透气藏储层致密、渗透率极低、以微孔道为主，当气体在低渗孔隙介质中低速渗流时，气体渗流的主要物理特征是具有“滑脱效应”。为此，研究了具有滑脱效应的储层渗透率界限以及孔隙压力条件。通过对苏里格气田32块低渗岩心样品所进行的实验，探讨了低渗气藏天然气渗流规律。研究表明，当努森数介于0.1~1时，气体渗流不遵从克氏方程。实验结果还表明：克氏系数随储层渗透率的增大而减小，当储层渗透率大于0.1×10^-3μm²时，气体滑脱效应可以忽略不计；克氏系数随平均孔隙压力的增大而减小，当孔隙压力大于1.5 MPa时，气体滑脱效应也可以忽略不计。     

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实际气藏的生产特征反映出气体渗流与流体一样存在启动压力现象,而气体的“滑脱效应”似乎与气体的启动压力现象相矛盾,所以极有必要通过试验来研究气体二者现象产生的条件及变化规律。文章利用天然岩心进行了实验室试验,探讨和研究了不同压差条件下的气体流量和渗透率变化规律。研究表明,气体的滑脱效应是有条件的,在更低速条件下,气体的渗透具有启动压力现,并建立了室内统计规律,邓启动压力梯度与岩心的渗透率呈反比,并简单地介绍了利用该规律确定了气藏合理井距的计算方法以及该规律在气井稳定试井解释中的实际应用。气体启动压力规律的存在使气井的无阻流量变小、气藏的废弃压力提高,造成了气藏采收率的降低。利用气藏启动压力规律可更好地指导气藏的开设计和动态分析,为气藏工程研究提供了的研究提供了一种新的理论方法和工龄,具有重要的实用价值。     

考虑启动压力梯度的相对渗透率计算

低渗透油气层由于存在启动压力梯度，渗流规律不符合达西定律，而现今实验室处理相对渗透率曲线的JBN方法是建立在达西定律基础上的，没有考虑启动压力梯度的影响。为解决非稳态实验中对低渗透岩心的数据处理问题，在低渗透非达西渗流理论的基础上，推导了考虑启动压力梯度的油水相对渗透率计算公式，当启动压力梯度为零时，该公式与JBN计算公式相同，可以看作是JBN方法的推广。与JBN方法相比，考虑启动压力梯度后得出的油、水相对渗透率都是偏小，可以看出JBN公式对低渗透储层并不适用。考虑了启动压力梯度的影响后，得出的相对渗透率曲线更符合低渗透岩心的真实驱替过程，所以更有利于油气藏工程中的计算。     

考虑滑脱效应的低渗低压气藏的气井产能方程

考虑了气体在低渗低压气藏中的滑脱效应,定义了考虑滑脱效应的滑脱表皮系数（S_滑脱）,建立了形式简洁的气井产能方程。S_滑脱介于-1～0之间,即滑脱效应可以增加气井产能。在已知其他参数的条件下,只需计算出S_滑脱就可以确定出存在滑脱效应的气井产能。由于实际气藏往往会表现出其他非线性渗流特征（如启动压力梯度效应和高速非达西效应）,因此实际应用时还需要考虑这些因素。现场实例分析表明：对于存在滑脱效应的低渗气藏气井而言,用该新的产能公式计算出的产能大于用常规产能公式计算出的产能,且与实际产能比较吻合,表明了公式的正确性和适用性。     

气井一点测试解释法的集成应用

气井的一点测试解释法,就是在气井完井测试取得原始地层压力后,选择一个合理的工作制度,以稳定产量为基础,测试气井的井底流压降落曲线的方法。该解释法既包括稳定的产能测试,又包括非稳定的压降曲线测试。对于定容气藏,所测试的压降曲线,可以划分为非稳态和拟稳态2个重要阶段。应用一点测试解释法可以得到气井控制的原始地质储量、含气面积、形状因子、有效渗透率、表皮系数、垂直裂缝半长以及气井的绝对无阻流量、产能方程和IPR曲线等重要参数。通过在苏5井的应用表明,一点测试解释法对定容气藏是有效的。     

考虑非达西效应的低渗气藏压裂井产能分析

相应研究表明,气体渗流特征受到启动压力梯度、滑脱效应、应力敏感等因素影响,针对这些特征,基于非达西渗流理论,应用保角变换方法并引入新的拟压力形式,推导了考虑气体上述因素共同作用下的低渗气藏无限导流垂直裂缝井产能方程。结果表明:启动压力梯度效应对低渗气藏中无限导流垂直裂缝井的产量影响较小;在高流压阶段,产量受滑脱效应和应力敏感效应影响并不明显;而在低流压阶段,随着滑脱因子增大,裂缝井产量越来越高,而随着应力敏感系数的增大,裂缝井产量越来越低。     

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在致密飞藏中,由于吸附水膜的影响、岩石孔隙道喉道狭窄、连通性差、渗透率极低,加之气液固相间表面吸附力的作用等原因,在低渗油藏、气藏中均存在妄动压力梯度问题,即流体在多孔介质中的流动不再符合达西定律,而是遵从低速非达西渗流规律,四川石油管理局勘探开发研究院的开发研究院的室内实验已证明了这一点。在等温、单相、层流及忽略气体９骨脱效益的的条件下,气体低速达西渗流与液体低速非达西渗汉无因次渗流无因次渗流方