一种同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法

本发明属于油气工程领域，特别是涉及一种同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法。

背景技术：

1、渗透性是表征流体流动和储层生产的最重要参数之一。在石油、天然气和地下水等资源的勘探和开发过程中，对致密岩石的渗透率及孔隙度的测定是一项至关重要的工作。

2、致密岩石由于其低渗透性和非均质性，使得测定工作尤为困难。传统的渗透率及孔隙度测定方法通常只能单独测定一项，且对样品处理过程复杂，测试周期长，难以满足实时、快速、准确的测定需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，包括：

3、测量致密岩心样品的尺寸数据，烘干所述样品，获得干燥岩心样品；

4、将所述干燥岩心样品放入岩心夹持器并施加围压；

5、对实验系统抽真空，对所述样品室及干燥岩心样品施加初始流体压力，记录岩心初始压力值；

6、对空腔室进行增压，记录增压后空腔室初始压力及随时间变化数据；

7、基于所述尺寸数据、所述初始压力值和所述压力随时间变化数据计算致密岩石渗透率和孔隙度。

8、优选的，对所述干燥岩心样品中氦气的流动控制方程的表达式为：

9、；

10、其中，x是距离岩心左端面距离，t为时间，d为气体扩散系数，p为氦气压力。

11、优选的，所述气体扩散系数的表达式为：

12、；

13、其中，kg是岩心样品的渗透率，为岩心样品的孔隙度，μ为氦气的黏度，cg是氦气的压缩系数。

14、优选的，对所述空腔室（4）进行增压处理后其压力随时间变化的表达式为：

15、；

16、其中， l为岩心长度， p c为空腔内氦气压力，p∞为实验结束系统平衡压力， p 0为空腔内氦气初始压力，α为无量纲常数，表示空腔体积与岩心样品孔隙体积之比， λ 1是如下方程第1个大于0的正根。

17、

18、优选的，所述渗透率的表达式为：

19、；

20、其中， m 1为 ln(pc-p ∞ )与时间关系曲线斜率，。

21、优选的，所述孔隙度的表达式为：

22、；

23、其中，为岩心样品孔隙体积，r为岩心直径。

24、优选的，所述岩心样品孔隙体积的表达式为：

25、；

26、其中，vp为岩心样品孔隙体积，vc为空腔室（4）体积，z0为空腔初始压力下氦气压缩因子，z1为岩心初始压力下氦气压缩因子，z∞为实验结束平衡压力下氦气压缩因子。

27、优选的，所述氦气的压缩系数的表达式为：

28、；

29、其中，z为氦气压缩因子，p为氦气压力。

30、本发明的技术效果为：

31、采用本申请可以同时测定致密岩石渗透率及孔隙度，且渗透率的测定过程所耗时间要少于传统脉冲衰减渗透率法，可同时测量孔隙度，所测得的结果准确度高，测量时间较短。

32、本申请的其他特征和优点将部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过说明书中所述方式来实现及获得。

技术特征：

1.一种同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，对所述干燥岩心样品中氦气的流动控制方程的表达式为：

3.根据权利要求2所述的同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，所述气体扩散系数的表达式为：

4.根据权利要求1所述的同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，对所述空腔室（4）进行增压处理后其压力随时间变化的表达式为：

5.根据权利要求1所述的同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，所述渗透率的表达式为：

6.根据权利要求5所述的同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，所述孔隙度的表达式为：

7.根据权利要求6所述的同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，所述岩心样品孔隙体积的表达式为：

8.根据权利要求3所述的同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，其特征在于，所述氦气的压缩系数的表达式为：

技术总结
本发明公开了一种同时测定致密岩石渗透率及孔隙度的方法，所属技术领域为油气工程领域，包括：测量致密岩心样品的尺寸数据，烘干所述样品，获得干燥岩心样品；将所述干燥岩心样品放入岩心夹持器并施加围压；对实验系统抽真空，对所述样品室及干燥岩心样品施加初始流体压力，记录岩心初始压力值；对空腔室进行增压，记录增压后空腔室初始压力及随时间变化数据；基于所述尺寸数据、所述初始压力值和所述压力随时间变化数据计算致密岩石渗透率和孔隙度。采用本申请可以同时测定致密岩石渗透率及孔隙度，且渗透率的测定过程所耗时间要少于传统脉冲衰减渗透率法，可同时测量孔隙度，所测得的结果准确度高，测量时间较短。

技术研发人员：张少杰,陈尚斌,王腾宇,王慧军,王阳
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11