水合物渗透率的测定
渗透率是反映多孔介质的渗流能力的参数,是影响天然气水合物分解后的产气速度的重要因素。因此,在天然气水合物的开采利用阶段,含水合物沉积层的渗透率以及初始天然气水合物饱和度、生产压力等都将对天然气水合物的开采效果产生重要影响。
实验装置
实验装置的水合物生成与驱替部分采用同一个容器,即水合物生成后可以立即进行驱替试验,测定该种状态下的渗透率。容器的温度由外部夹套中的冷却水控制,温度范围为-30℃至室温。容器的更高工作压力为30MPa,工作温度范围为-30~30℃,内径为60mm。驱替压差采用高静压差压变送器,同时采用压力传感器测量两端的压力,以便在压差超出差压传感器的测量范围时,可以直接测量两端压力以求出压差。由于压力传感器的精度等级为0.05,所以在30MPa的量程下,其最小分辨率为15kPa,差压传感器的量程应取150kPa。趋替动力采用MOSTB精密平流泵,在双机轮替的工作模式下,可以确保驱替压力波动小于0.01MPa,同时,通过计算机控制系统设定泵的控制参数及取回数据。图75.12为整个装置系统的示意图:
图75.12 水合物渗透率测定装置示意图
实验技术与 ***
在实验装置内可模拟低温高压环境下在沉积物中生成天然气水合物,实验过程中使用TDR技术测量沉积物中的含水量,以此确定沉积物中天然气水合物的饱和度,在不同天然气水合物饱和度情况下,测量水的渗透率。水合物与容器内壁间采用导热橡胶套隔开,目的是阻断水合物与容器内壁间可能的流道,以确保驱替液体确实是通过水合物的内部通道。考虑到TDR的测量精度,确定的反应区长度取为150mm,TDR探针同时作为热电阻的载体。在测定的反应区外,考虑到不能产生管道阻塞的现象,两端必须保持有不生成水合物的区域,这两个区域设定为50mm,具体试验中的长度由TDR测试结果实测计算得出。具体实验步骤如下:
1)反应容器内预先装填好沉积物并压实;系统抽真空后,在饱和水容器中,制备指定压力下的饱和水。此时的压力将在整个水合物生成过程中稳定不变。
2)背压阀全开,启动平流泵,使饱和水在系统中循环流动,以便饱和水充分浸润沉积物。
3)关闭平流泵,同时关闭反应容器两端的阀门以稳定容器内压力,启动制冷,开始水合物的生成。同时采集温度及TDR数据。
4)水合物生成结束后,可开始水渗透率的测试。设定驱替压力差,动态控制平流泵出口压力,保持压差恒定。纪录压差、流量,以及温度和TDR数据。
5)通过下列公式计算含水合物样品的水渗透率:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:ka为水渗透率,μm2;qw为水的流量,mL/s;μw为测定温度下水的黏度,mPa·s;L为试样的长度,cm;A为试样截面积,cm2;p1为试样进口压力,MPa;p2为试样出口压力,MPa。
6)同时,根据TDR波形,计算多孔介质中水合物的饱和度,由此得出不同水合物饱和度情况下试样的水渗透率,了解水渗透率随水合物饱和度的变化趋势。
中低渗储层渗透率范围
中国低渗储层分类与分布 - 百度文库
4页发布时间: 2012年12月27日
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(十)渗透率
1.基本原理
渗透率用来衡量岩石中流体通过的能力,一般用气体法测定岩石的绝对渗透率。将干燥气体通过已知直径及横截面积的岩样,测量气体的流速,并通过调节气体的流速来调节岩样两端的压差,同时记录进出口的压力及流速,再根据气体-维稳定渗滤达西定律计算岩样的渗透率。
2.样品要求
(1)新鲜样品应用聚乙烯膜包好,再密封,避免氧化改变岩石的润湿性。
(2)需将样品烘干,准确对样品尺寸进行测量。
3.地质应用
通过测试样品的渗透率,了解岩石中流体通过的能力大小,进而为储层的评价、油水在油层中的运动提供依据。
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