黃亮，石軍太，楊柳，臧加利，張玲，于鵬亮

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京102249；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院，北京102249）

低滲氣藏啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)研究及分析

黃亮1，石軍太1，楊柳2，臧加利1，張玲1，于鵬亮1

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京102249；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院，北京102249）

低滲砂巖具有低孔、低滲特征，氣體滲流過(guò)程存在啟動(dòng)壓力梯度。目前，低滲儲(chǔ)層啟動(dòng)壓力梯度測(cè)定方法尚不統(tǒng)一，且定量描述方面研究較為欠缺。采用滲流法和氣泡法各對(duì)一組低滲巖心進(jìn)行了啟動(dòng)壓力梯度測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。運(yùn)用多元回歸方法，提出了一種考慮多因素的啟動(dòng)壓力梯度預(yù)測(cè)模型。利用預(yù)測(cè)模型建立了某低滲區(qū)塊啟動(dòng)壓力梯度經(jīng)驗(yàn)公式，并通過(guò)另一組巖心實(shí)測(cè)值進(jìn)行了公式驗(yàn)證。結(jié)果表明：?jiǎn)?dòng)壓力梯度分別與巖心滲透率和含水飽和度呈冪函數(shù)關(guān)系，其值隨滲透率的增加而減小，隨含水飽和度的增加而增加；氣泡法啟動(dòng)壓力梯度測(cè)試值較滲流法測(cè)試值大，且差值隨滲透率的增加而減小，隨含水飽和度的增加而增加；含水飽和度對(duì)氣泡法測(cè)試結(jié)果影響更為明顯；提出的模型預(yù)測(cè)精度較高，對(duì)啟動(dòng)壓力梯度定量描述具有一定的參考價(jià)值。

低滲氣藏；啟動(dòng)壓力梯度；實(shí)驗(yàn)研究；多元回歸；預(yù)測(cè)模型

0　引言

全球低滲砂巖氣資源量約為210×1012m3，開(kāi)發(fā)潛力巨大［1-2］。然而，低滲氣藏儲(chǔ)層普遍具有低孔、低滲、高含水飽和度、非均質(zhì)性嚴(yán)重等特征［3-11］，部分儲(chǔ)層中氣體滲流存在啟動(dòng)壓力梯度，嚴(yán)重影響氣井產(chǎn)能及單井控制儲(chǔ)量［12］。

低滲氣藏中的啟動(dòng)壓力梯度問(wèn)題一直是石油工作者研究的重點(diǎn)之一，已開(kāi)展了大量相關(guān)研究［13-23］，主要集中在啟動(dòng)壓力梯度確定方法、影響因素、數(shù)據(jù)處理與診斷方面。啟動(dòng)壓力梯度測(cè)試值與測(cè)試方法密切相關(guān)，而目前的測(cè)試方法尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。滲流法和氣泡法是目前常用的啟動(dòng)壓力梯度室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法，將這2種測(cè)試方法以及測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法選擇具有指導(dǎo)作用。關(guān)于啟動(dòng)壓力梯度的定量描述問(wèn)題，目前主要結(jié)合啟動(dòng)壓力梯度與影響因素的關(guān)系展開(kāi)研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，分別建立其與單個(gè)影響因素的定量關(guān)系。而關(guān)于啟動(dòng)壓力梯度與多個(gè)影響因素之間的定量關(guān)系研究仍較為欠缺。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文分別采用滲流法和氣泡法各對(duì)一組低滲巖心進(jìn)行啟動(dòng)壓力梯度測(cè)試，并對(duì)2種方法以及測(cè)試結(jié)果開(kāi)展對(duì)比分析。

1　啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)測(cè)試

1.1滲流法實(shí)驗(yàn)

滲流法實(shí)驗(yàn)設(shè)備為改進(jìn)的常規(guī)氣測(cè)滲透率裝置，裝置采用高精度的調(diào)壓閥和氣量計(jì)。調(diào)壓閥為日本生產(chǎn)的SMC系列高精度調(diào)壓閥，調(diào)壓范圍為0.005～0.200 MPa，調(diào)壓精度可達(dá)2.5%。氣體體積氣量計(jì)最小分度值僅為0.02 mL，在微小壓力梯度條件下，計(jì)量精度也可達(dá)到1.0%。實(shí)驗(yàn)在常溫及常規(guī)滲流實(shí)驗(yàn)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)氣體為氮?dú)?，?shí)驗(yàn)中用礦化度10 660 mg/L的鹽水飽和巖心。實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1　滲流法實(shí)驗(yàn)流程示意

實(shí)驗(yàn)考慮巖心含束縛水的情況。為了確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中巖心含水飽和度穩(wěn)定，且始終為單相氣體流動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢加壓，以免較大的壓差波動(dòng)引起水相流動(dòng)。在實(shí)際操作過(guò)程中，使巖心出口端保持為大氣壓力，先在進(jìn)口端加0.010 MPa的初始?jí)毫?，然后再慢慢調(diào)高進(jìn)口端的壓力，先按10-3數(shù)量級(jí)調(diào)高，當(dāng)進(jìn)口壓力達(dá)到0.020 MPa時(shí)再按10-2數(shù)量級(jí)調(diào)高，當(dāng)進(jìn)口壓力達(dá)到10-1數(shù)量級(jí)時(shí)再按10-1數(shù)量級(jí)調(diào)高。

具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：1）將巖心抽空并飽和鹽水；2）用氮?dú)怛?qū)替直到巖心達(dá)到規(guī)定的束縛水飽和度，含水飽和度誤差不超過(guò)2%；3）測(cè)滲流曲線，即恒定驅(qū)替壓力，待氣體流量穩(wěn)定后測(cè)定該點(diǎn)的流量值。每次測(cè)量結(jié)束后，采用稱(chēng)重法確定實(shí)驗(yàn)前后巖心含水飽和度變化。以實(shí)驗(yàn)測(cè)試前含水飽和度為標(biāo)準(zhǔn)，如果實(shí)驗(yàn)前后含水飽和度誤差不超過(guò)2%，則認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中巖心中為單相氣體流動(dòng)，然后改變壓力，進(jìn)行下一次測(cè)量。如果含水飽和度誤差超過(guò)2%，則認(rèn)為巖心中出現(xiàn)氣液兩相流動(dòng)，須清洗巖心重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

研究采用馮曦提出的數(shù)據(jù)診斷方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以確定啟動(dòng)壓力梯度［24］。實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到的流量和壓力平方梯度的關(guān)系可表示為

其中

式中：qa為流量，m3/s；A為實(shí)驗(yàn)巖心橫截面積，m2；Ka為巖心視滲透率，μm2；K為巖心滲透率，μm2；μ為氣體黏度，mPa·s；Z為氣體偏差系數(shù)；λ為保持連續(xù)流動(dòng)所需臨界壓力梯度，MPa/m；L為實(shí)驗(yàn)巖心長(zhǎng)度，m；p1，p2分別為巖心進(jìn)口、出口端壓力，MPa。

由式（1）可以計(jì)算不同實(shí)驗(yàn)壓差數(shù)據(jù)點(diǎn)的視滲透率，再根據(jù)式（2）作Ka與1/（p1-p2）的關(guān)系圖，圖中負(fù)斜率直線段在縱軸上的截距即為巖心真實(shí)滲透率，該直線段負(fù)斜率反映了巖心的啟動(dòng)壓力梯度特征，根據(jù)直線斜率可以計(jì)算得到啟動(dòng)壓力梯度。

1.2氣泡法實(shí)驗(yàn)

氣泡法實(shí)驗(yàn)主要測(cè)試儀器為美國(guó)巖心公司出品的油水相對(duì)滲透率儀的全尺寸巖心夾持器系統(tǒng)和氣液相對(duì)滲透率儀的壓力控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)在常溫及常規(guī)滲流實(shí)驗(yàn)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)氣體為氮?dú)?，?shí)驗(yàn)中用蒸餾水飽和巖心。實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示。

與滲流法相似，實(shí)驗(yàn)考慮巖心含束縛水的情況。為了確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中含水飽和度穩(wěn)定，且?guī)r心始終為單相氣體流動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢加壓，以免較大的壓差波動(dòng)引起水相流動(dòng)。采用稱(chēng)重法確定實(shí)驗(yàn)前后巖心含水飽和度，如果測(cè)試前后含水飽和度誤差不超過(guò)2%（以實(shí)驗(yàn)測(cè)試前含水飽和度為標(biāo)準(zhǔn)），則認(rèn)為實(shí)驗(yàn)巖心中為單相氣體流動(dòng)，否則巖心中出現(xiàn)氣液兩相流動(dòng)，須清洗巖心重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖2　氣泡法實(shí)驗(yàn)流程示意

具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：1）將巖心抽空并飽和蒸餾水；2）用氮?dú)怛?qū)替直到巖心達(dá)到規(guī)定的束縛水飽和度，含水飽和度誤差不超過(guò)2%；3）逐漸增大巖心入口端壓力，每一壓力點(diǎn)恒定30 min，直到巖心出口端出現(xiàn)第1個(gè)氣泡，根據(jù)此時(shí)的驅(qū)替壓力和巖心長(zhǎng)度可計(jì)算氣體滲流的啟動(dòng)壓力梯度。

2　實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與分析

本次研究采用穩(wěn)態(tài)滲流法對(duì)20塊巖心進(jìn)行了測(cè)試，采用氣泡法對(duì)80塊巖心進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)巖心屬于低滲范疇，巖心基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　巖心基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)

2種實(shí)驗(yàn)方法下，選取含水飽和度相近的巖心數(shù)據(jù)，作啟動(dòng)壓力梯度與巖心滲透率的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖3a，4a）；選取滲透率相近的巖心數(shù)據(jù)，作啟動(dòng)壓力梯度與含水飽和度的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖3b，4b）。由圖可以看出，對(duì)于2種實(shí)驗(yàn)方法，啟動(dòng)壓力梯度分別與巖心滲透率和含水飽和度呈乘冪規(guī)律時(shí)具有較高的擬合精度。啟動(dòng)壓力梯度隨巖心滲透率的增加而減小，隨含水飽和度的增加而增加。巖心絕對(duì)滲透率高于0.1×10-3μm2時(shí)，啟動(dòng)壓力梯度隨絕對(duì)滲透率的降低而平緩增大；巖心絕對(duì)滲透率低于0.1×10-3μm2時(shí)，啟動(dòng)壓力梯度隨絕對(duì)滲透率的降低而急劇增大。

圖3　滲流法啟動(dòng)壓力梯度與巖心滲透率和含水飽和度的關(guān)系曲線

圖4　氣泡法啟動(dòng)壓力梯度與巖心滲透率和含水飽和度的關(guān)系曲線

對(duì)比圖3a，4a可以看出：在含水飽和度相近，巖心絕對(duì)滲透率相同時(shí)，氣泡法測(cè)定的啟動(dòng)壓力梯度明顯比滲流法的測(cè)定結(jié)果大；并且，2種方法測(cè)試結(jié)果的差值隨滲透率增大而逐漸減小，在滲透率低于0.1×10-3μm2時(shí)，兩者的差值可達(dá)到0.3 MPa/m，而當(dāng)滲透率增大至0.3×10-3μm2時(shí)，兩者的差值降為0.2 MPa/m。對(duì)比圖3b，4b可以看出：在巖心絕對(duì)滲透率相近、含水飽和度相同時(shí)，氣泡法測(cè)試得到的啟動(dòng)壓力梯度明顯比滲流法的測(cè)試結(jié)果大；并且，兩者的差值隨含水飽和度增加而增加，含水飽和度為40%時(shí)，2種方法測(cè)得的啟動(dòng)壓力梯度基本相同，而在含水飽和度達(dá)到50%時(shí)，兩者測(cè)試結(jié)果的差值可以達(dá)到0.3 MPa/m。另外，氣泡法測(cè)試的啟動(dòng)壓力梯度隨含水飽和度的增加而迅速增大，滲流法測(cè)試的啟動(dòng)壓力梯度隨含水飽和度的增加而平緩增加，表明相比滲流法而言，氣泡法實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)含水飽和度更為敏感。

3　啟動(dòng)壓力梯度預(yù)測(cè)模型

相比滲流法，氣泡法實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)間更短，可直接測(cè)試獲得啟動(dòng)壓力梯度值，從而避免了繁瑣的人為數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，在大量巖心測(cè)試上有著巨大優(yōu)勢(shì)。因此，本文采用氣泡法測(cè)試結(jié)果進(jìn)行多元回歸分析。

基于80組氣泡法實(shí)驗(yàn)測(cè)試，選取巖心絕對(duì)滲透率和含水飽和度相近條件下的測(cè)試值，繪制其與孔隙度關(guān)系圖（見(jiàn)圖5）?？梢钥闯?，啟動(dòng)壓力梯度與孔隙度并不呈現(xiàn)出高擬合度的函數(shù)關(guān)系。因此，本次回歸分析不將孔隙度作為自變量。

圖5　啟動(dòng)壓力梯度與孔隙度關(guān)系

由實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析可知，啟動(dòng)壓力梯度分別與巖心滲透率和含水飽和度呈冪函數(shù)關(guān)系：

式中：Sw為含水飽和度；a，b，c，d為常數(shù)。

分析式（3）、式（4）可知，ln λ分別與ln K和ln Sw呈線性關(guān)系。故假設(shè)二元線性回歸方程為

式中：f，g為回歸系數(shù)；h為回歸常數(shù)項(xiàng)。

將式（5）變形可得：

此外，為了修正孔隙度和巖石孔喉結(jié)構(gòu)等因素對(duì)預(yù)測(cè)精度的影響，在式（6）右邊增加一個(gè)修正項(xiàng)δ。故本文提出的啟動(dòng)壓力梯度預(yù)測(cè)模型可表示為

結(jié)合實(shí)際區(qū)塊巖石參數(shù)，將滲透率K、含水飽和度Sw、啟動(dòng)壓力梯度λ整理為對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)多元線性回歸，可得到方程的回歸系數(shù)f，g和回歸常數(shù)h。然后，利用不考慮修正項(xiàng)的預(yù)測(cè)關(guān)系式（6），對(duì)區(qū)塊巖心啟動(dòng)壓力梯度值進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的對(duì)比，可獲得修正項(xiàng)δ。

4　實(shí)例分析

為了評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)公式的預(yù)測(cè)精度，選取了區(qū)塊另外15塊低滲巖心，采用建立的經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)其啟動(dòng)壓力梯度值，并與氣泡法實(shí)驗(yàn)測(cè)試值進(jìn)行對(duì)比，誤差分析見(jiàn)表2，擬合效果見(jiàn)圖6。

以某低滲區(qū)塊為研究對(duì)象，應(yīng)用上述方法建立啟動(dòng)壓力梯度與巖心滲透率和含水飽和度的經(jīng)驗(yàn)公式：

表2　經(jīng)驗(yàn)公式啟動(dòng)壓力梯度預(yù)測(cè)誤差分析

由表2可知，與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值相比，啟動(dòng)壓力梯度預(yù)測(cè)值的絕對(duì)誤差為-0.040～0.020 MPa/m，平均-0.003 MPa/m，相對(duì)誤差為-9.52%～6.25%，平均-0.46%。

圖6　預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值對(duì)比

由圖6可以看到，采用區(qū)塊經(jīng)驗(yàn)公式擬合的曲線和實(shí)驗(yàn)測(cè)試值擬合的曲線吻合度較高，表明通過(guò)考慮多因素的啟動(dòng)壓力梯度預(yù)測(cè)模型建立的該低滲區(qū)塊經(jīng)驗(yàn)公式具有較高的預(yù)測(cè)精度。

5　結(jié)論

1）對(duì)滲流法和氣泡法，啟動(dòng)壓力梯度均分別與巖心滲透率和含水飽和度呈冪函數(shù)關(guān)系，啟動(dòng)壓力梯度隨巖心滲透率的降低而增加，隨含水飽和度的增加而增加。然而啟動(dòng)壓力梯度和孔隙度并不呈現(xiàn)高擬合度的函數(shù)關(guān)系。

2）氣泡法比滲流法的測(cè)試值大，且差值隨含水飽和度的增加而增加，隨巖心滲透率的增加而減小。

3）氣泡法啟動(dòng)壓力梯度測(cè)試值對(duì)巖心含水飽和度更為敏感，實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制巖心含水飽和度變化。

4）提出的預(yù)測(cè)模型適用性良好。通過(guò)該模型可方便地建立實(shí)際低滲區(qū)塊的啟動(dòng)壓力梯度經(jīng)驗(yàn)公式，且經(jīng)驗(yàn)公式具有較高的預(yù)測(cè)精度。

［1］郭平，張茂林，黃全華，等.低滲透致密砂巖氣藏開(kāi)發(fā)機(jī)理研究［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009：6-14.

［2］尚有戰(zhàn)，吳小斌，崔智林，等.鄂爾多斯盆地黃陵探區(qū)細(xì)粒濁積砂體低滲致密機(jī)理［J］.斷塊油氣田，2015，22（1）：26-30.

［3］胡勇，郭長(zhǎng)敏，徐軒，等.砂巖氣藏巖石孔喉結(jié)構(gòu)及滲流特征［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2015，37（3）：390-393.

［4］武恒志，葉泰然，趙迪，等.川西坳陷陸相致密氣藏河道砂巖儲(chǔ)層精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)及其應(yīng)用［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2015，36（2）：230-239.

［5］姜輝，樊生利，趙應(yīng)權(quán)，等.超深層致密砂巖儲(chǔ)層致密初始期的厘定：以中東魯卜哈里盆地為例［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2016，38（2）：219-223.

［6］韓文學(xué)，高長(zhǎng)海，韓霞.核磁共振及微、納米CT技術(shù)在致密儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用：以鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段為例［J］.斷塊油氣田，2015，22（1）：62-66.

［7］林潼，冉啟貴，魏紅興，等.庫(kù)車(chē)坳陷迪北地區(qū)致密砂巖孔喉形態(tài)特征及其對(duì)儲(chǔ)層的影響［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2015，37（6）：696-703.

［8］趙杰，李宏為，楊全鳳，等.巴音都蘭凹陷阿爾善組碎屑巖儲(chǔ)層特征及其主控因素［J］.斷塊油氣田，2015，22（3）：291-295.

［9］喻建，馬捷，路俊剛，等.壓汞—恒速壓汞在致密儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)定量表征中的應(yīng)用［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2015，37（6）：789-795.

［10］尹帥，丁文龍，李昂，等.裂縫對(duì)致密碎屑巖儲(chǔ)層彈性影響的數(shù)值分析［J］.石油鉆探技術(shù)，2016，44（2）：112-118.

［11］康海亮，林暢松，李洪輝，等.庫(kù)車(chē)坳陷依南地區(qū)阿合組致密砂巖氣儲(chǔ)層特征與有利區(qū)帶預(yù)測(cè)［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2016，38（2）：162-169.

［12］ZHU W，SONG H，HUANG X，et al.Pressure characteristics and effective deployment in a water-bearing tight gas reservoir with lowvelocity non-Darcy flow［J］.Energy&Fuels，2011，25（3）：1111-1117.

［13］郭平，徐永高，陳召佑，等.對(duì)低滲氣藏滲流機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究的新認(rèn)識(shí)［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（7）：86-88.

［14］任曉霞，李?lèi)?ài)芬，王永政，等.致密砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)及其對(duì)滲流的影響：以鄂爾多斯盆地馬嶺油田長(zhǎng)8儲(chǔ)層為例［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2015，36（5）：774-779.

［15］柯文麗，汪偉英，游藝，等.非線性滲流啟動(dòng)壓力梯度確定方法研究［J］.石油化工應(yīng)用，2013，32（2）：1-4.

［16］鄒建波.大牛地氣藏低速滲流特征實(shí)驗(yàn)與單井?dāng)?shù)值模擬研究［D］.成都：西南石油大學(xué)，2007.

［17］梁彬，李閩，曾凡華，等.考慮啟動(dòng)壓力梯度的致密氣藏滲流數(shù)學(xué)模型解析解研究［J］.斷塊油氣田，2004，11（6）：31-34.

［18］李傳亮，朱蘇陽(yáng).再談啟動(dòng)壓力梯度［J］.巖性油氣藏，2013，25（4）：1-5.

［19］田巍，朱維耀，朱華銀，等.致密砂巖啟動(dòng)壓力梯度數(shù)值的影響因素［J］.斷塊油氣田，2014，21（5）：611-614.

［20］馬飛，楊逸，宋燕高，等.新場(chǎng)氣田低品質(zhì)儲(chǔ)層啟動(dòng)壓力梯度影響因素［J］.石油地質(zhì)與工程，2012，25（2）：72-75.

［21］高樹(shù)生，熊偉，劉先貴，等.低滲透砂巖氣藏氣體滲流機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀及新認(rèn)識(shí)［J］.天然氣工業(yè)，2010，30（1）：52-55.

［22］章星，楊勝來(lái)，張潔，等.致密低滲氣藏啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)研究［J］.特種油氣藏，2011，18（5）：103-104，134，141.

［23］何文祥，馬清，馬超亞.特低滲透儲(chǔ)層滲流特征和影響因素［J］.科技導(dǎo)報(bào)，2011，29（1）：36-39.

［24］馮曦，鐘兵，劉曉旭.氣體非線性滲流效應(yīng)診斷分析技術(shù)［J］.天然氣工業(yè)，2008，28（4）：127-129，151-152.

（編輯王淑玉）

Experimental research and analysis on threshold pressure gradient in low-permeability gas reservoir

HUANG Liang1，SHI Juntai1，YANG Liu2，ZANG Jiali1，ZHANG Ling1，YU Pengliang1
（1.College of Petroleum Engineering，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；2.College of Mechanical and Transportation Engineering，China University of Petroleum，Beijing 102249，China）

Because of the severe heterogeneity of low-permeability gas reservoirs，there is threshold pressure gradient（TPG）in some of these reservoirs.At present，methods for determining TPG in low-permeability gas reservoirs have not been unified.Multiple regression equations that describe TPG quantitatively are not available.In this article，tests of threshold pressure gradient were conducted on typical cores of low-permeability gas reservoirs by both percolation method and bubble method.Test results of the two experimental methods were analyzed and compared.Using multiple regressions，a regression model for determining TPG with permeability and water saturation was established.A field case study was performed to validate the established model.Results indicate that TPG presents power function relationship with permeability or water saturation respectively，and TPG increases with the decrease of permeability or increase of water saturation.TPG values by bubble method are significantly higher than those of percolation method，and the differences increase with the decrease of permeability or increase of water saturation.Bubble method is more sensitive to change of water saturation.The predicted TPG values from the proposed equation have good agreement with the experimental results in the case study，which can provide a reference for determining TPG quantitatively.

low-permeability gas reservoir；threshold pressure gradient；experimental study；regression equation；prediction model

國(guó)家自然科學(xué)基金委聯(lián)合項(xiàng)目“煤層氣在基質(zhì)孔隙中解吸傳遞機(jī)理及產(chǎn)能預(yù)測(cè)”（U1262113）；國(guó)家自然科學(xué)基金委青年科學(xué)基金項(xiàng)目“頁(yè)巖氣擴(kuò)散滲流機(jī)理及產(chǎn)氣規(guī)律研究”（51504269）；中國(guó)石油大學(xué)（北京）科研基金資助項(xiàng)目“煤層氣藏開(kāi)發(fā)擴(kuò)散滲流機(jī)理及產(chǎn)氣規(guī)律研究”（YJRC-2013-37）

TE312

A

10.6056/dkyqt201605015

2016-02-30；改回日期：2016-07-25。

黃亮，男，1991年生，在讀博士研究生，從事非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)方面的研究。E-mail：huangliang19911015@163.com。

引用格式：黃亮，石軍太，楊柳，等.低滲氣藏啟動(dòng)壓力梯度實(shí)驗(yàn)研究及分析［J］.斷塊油氣田，2016，23（5）：610-614.

HUANG Liang，SHI Juntai，YANG Liu，et al.Experimental research and analysis on threshold pressure gradient in low-permeability gas reservoir［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（5）：610-614.