本检测详细阐述了石油地质与油气田开发领域中的核心技术——岩心渗透率测定。文章系统性地介绍了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、主流与前沿的检测方法,以及关键的仪器设备构成。旨在为相关科研人员、工程师及技术管理者提供一份全面、结构化的技术参考指南,以深入理解渗透率测定的原理、流程及其在储层评价中的决定性作用。
核心优势
检测中心实验室配备国内外的前沿分析检测设备,检测报告获得CNAS、CMA双重认证,国际互认。
检测流程
检测项目
绝对渗透率:指单相流体(通常为空气或氮气)在岩石孔隙中流动时所测得的渗透率,是岩石本身固有的物理属性。
气测渗透率:使用干燥气体(如氮气、氦气)作为流体介质,在特定压差下测得的岩石渗透率,是实验室最常用的测定方法之一。
液测渗透率:使用液体(如盐水、煤油)作为流体介质测得的渗透率,更接近地下储层条件,但需考虑流体与岩石的相互作用。
克氏渗透率:基于克林肯伯格效应校正后的渗透率,用于消除气体滑脱效应的影响,更接近岩石的绝对渗透率真值。
水平渗透率:沿岩心样品水平方向(通常平行于地层层面)测定的渗透率,反映流体在层内的横向流动能力。
垂直渗透率:沿岩心样品垂直方向(通常垂直于地层层面)测定的渗透率,反映流体在层间的纵向流动能力。
径向渗透率:模拟井筒周围径向流状态测定的渗透率,对于评价完井效果和近井地带储层伤害具有重要意义。
有效渗透率:当多相流体(如油、气、水)共存于岩石孔隙中时,其中某一相流体流动所对应的渗透率。
相对渗透率:有效渗透率与绝对渗透率的比值,是描述多相渗流特征、进行油藏数值模拟的关键参数。
应力敏感渗透率:研究在上覆岩层压力或开发过程中孔隙压力变化下,岩石渗透率随有效应力变化的规律。
检测范围
常规砂岩岩心:包括各类石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩等,是油气储层中最常见的测定对象。
低渗-致密砂岩岩心:渗透率通常低于1毫达西的砂岩储层,测定时需采用更高精度的仪器和更长的稳定时间。
碳酸盐岩岩心:如灰岩、白云岩等,其孔隙结构复杂,常发育溶孔和裂缝,渗透率非均质性强。
页岩及泥岩岩心:极低渗透率的非常规储层样品,测定需使用脉冲衰减法、压力振荡法等特殊技术。
人造胶结岩心:在实验室用石英砂和胶结物按一定比例压制而成,用于模拟特定储层或进行对比实验。
全直径岩心:保持原始井眼直径的大尺寸岩心,能更好地代表储层宏观非均质性,用于测定整体流动能力。
柱塞样岩心:从全直径岩心或井壁取心钻取的标准尺寸(通常直径1英寸或1.5英寸)圆柱样品,是实验室最常用的样品形式。
井壁取心样品:通过电缆式取心工具从井壁获取的小尺寸岩样,虽体积小但获取快捷,可用于快速评价。
裂缝性岩心:含有天然或诱导裂缝的岩心,其渗透率主要由裂缝系统控制,测定和分析方法特殊。
经过特殊处理的岩心:如经洗油、烘干、饱和地层水等标准预处理后的岩心,或经酸化、压裂等作业模拟处理后的岩心。
检测方法
稳态法:使流体在岩心两端建立稳定的压差和流量,直接应用达西公式计算渗透率,是最经典、最直接的方法。
非稳态法(脉冲衰减法):在岩心上游腔室瞬间施加一个压力脉冲,通过监测上下游压力随时间衰减的曲线来计算渗透率,特别适用于低渗致密岩心。
压力振荡法:在岩心一端施加一个正弦波或阶跃变化的压力信号,通过分析另一端压力响应的振幅和相位差来确定渗透率。
气体膨胀法:通过测量已知体积的高压气体室向岩心及下游低压室膨胀过程中的压力变化,来计算气体渗透率。
径向流测定法:将岩心加工成空心圆柱体,流体从外壁向内孔(或反向)作径向流动,模拟井筒附近的渗流状态。
围压下的渗透率测定:将岩心置于岩心夹持器中,施加模拟地层净覆压的围压,测量在不同净应力条件下的渗透率。
高温高压条件下的测定:在模拟储层温度和高围压的环境下进行渗透率测量,以获取更接近地下真实状态的数据。
三轴应力渗透率测定:对岩心施加独立的三向应力,研究复杂应力场下,尤其是裂缝开闭对渗透率的影响。
在线渗透率测定:在岩心驱替实验过程中,实时、连续地监测并计算岩心在不同注入阶段的有效渗透率变化。
微尺度数字岩心模拟:基于CT扫描获得的岩心三维数字模型,利用格子玻尔兹曼等方法进行流体流动模拟,间接计算绝对渗透率。
检测仪器设备
岩心夹持器:用于固定不同尺寸和形状的岩心样品,并能对其施加径向围压,是渗透率仪的核心部件之一。
气体渗透率仪:专门用于气测渗透率的仪器,通常包含气源、压力调节器、流量计、压力传感器和数据处理单元。
液体渗透率仪:以精密泵提供恒定流速的液体,通过高精度压力传感器测量压差,用于液测渗透率。
覆压孔渗联测仪:集成化的仪器,可在施加不同围压的条件下,对同一块岩心连续或同时进行孔隙度和渗透率的测量。
脉冲衰减渗透率仪:配备快速响应压力传感器和恒温系统的专用设备,用于准确测量低渗、致密岩心的渗透率。
高精度压力传感器:用于精确测量岩心两端的微小压差或脉冲衰减过程中的压力变化,其精度直接决定测量结果的可靠性。
质量流量计或皂膜流量计:用于精确测量气体通过岩心后的体积流量,是稳态法计算渗透率的关键计量设备。
恒速恒压泵:在液测渗透率或驱替实验中,用于提供稳定且精确的流体流速或压力。
围压泵:为岩心夹持器提供稳定、可调的环压(围压),以模拟地层上覆压力。
数据采集与处理系统:集成传感器信号采集、仪器控制、数据存储、实时计算和报告生成功能的软硬件系统。
