一种基于油气藏储层裂缝模型气水相渗曲线测试方法与流程

本发明属于油气藏储层裂缝物理模拟及裂缝内多相渗流规律研究领域，具体涉及一种基于油气藏储层裂缝模型气水相渗曲线测试方法。

背景技术：

1、目前低孔低渗储层，开发难度大，主要以水力压裂改造储层，形成复杂裂缝网络，提高气藏产能。压裂后的储层是典型的双重介质，与基质相比具有复杂的多相渗流机理，气水分布规律也更加复杂。

2、针对裂缝渗流机理的室内实验模拟，通常采用天然岩心劈裂造缝，例如公布号为cn104198238a的中国发明专利申请公开了一种裂缝性储层模型的制备方法，该方法主要是沿岩心轴向施加外力，使之压裂或劈裂成两部分，在劈裂后的两部分岩块中添加不同厚度的不锈钢条或非金属条控制裂缝开度，然后整体粘合而成，形成轴向贯穿缝。利用此方法造缝形成的裂缝开度难以精确控制，裂缝形态单一，不能够满足储层压裂改造后的多尺度复杂裂缝网络的要求。同时，这种外加支撑条形成裂缝的方法受限于裂缝开度，当模拟裂缝开度较大时，裂缝模型的径向尺寸过大，模型横截面由圆形变成变为椭圆形，无法装入岩心夹持器，故而不能模拟大开度裂缝。

3、由于长期以来室内实验无法获取具有代表性的储层裂缝模型，有代表性的裂缝气水相渗曲线便无法测定。目前相对渗透率实验研究主要集中孔隙储层两相渗流驱替特征和相渗曲线处理方法上，对裂缝性储层相渗曲线形态的研究成果较少，尤其是压裂裂缝内气水相渗曲线更少。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种油气藏储层裂缝模型，以解决现有裂缝模型为简单贯穿型裂缝，未涉及多种形态裂缝特征，与低渗致密储层压裂改造后形成的多尺度复杂裂缝网络的实际情况存在严重偏离的问题。

2、本发明的第二个目的是提供上述油气藏储层裂缝模型的制作方法，以解决上述问题。

3、本发明的第三个目的是提供一种储层裂缝气水相渗测试方法，以解决现有技术不能评价压裂改造缝内的气水渗流情况的问题。

4、为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

5、一种油气藏储层裂缝模型，包括岩心基体，所述岩心基体上切割有沿实验流体流动方向贯穿岩心基体的裂缝，裂缝中填充有支撑剂的胶结物，以模拟经压裂改造后压裂裂缝内充填支撑剂的情况；所述裂缝不完全切断岩心基体的自身连接以维持自身仍为整体结构。

6、本发明的油气藏储层裂缝模型，能够精确控制岩心裂缝开度和裂缝形态，真实模拟压裂改造后形成的复杂裂缝网络，从而为明确压裂裂缝内气水两相渗流机理创造了良好条件。

7、在影响裂缝模拟效果的基础上，为方便裂缝的切割，优选地，在垂直于实验流体流动方向上，所述裂缝贯穿岩心基体的其中一侧。采用该方案，可从岩心的一侧对原岩心进行切割造缝，形成贯穿侧部的大裂缝。

8、为进一步简化裂缝的造缝难度，进一步优选地，所述裂缝为长方体型或正方体型。

9、一种油气藏储层裂缝模型的制作方法，包括以下步骤：

10、(1)选取岩心进行切割造缝，得到含有裂缝的岩心基体；

11、(2)将支撑剂和胶粘剂混合，然后充填到裂缝中，密封固化后形成外表特征与原岩心一致的油气藏储层裂缝模型。

12、本发明的油气藏储层裂缝模型的制作方法，裂缝模型制作的精确度高，缝宽可控性好，能够实现复杂裂缝形态的模拟，从而提高裂缝模型与地层实际情况的吻合度。

13、优选地，步骤(1)中，所述切割为砂线切割。采用砂线切割模式造缝，可实现切割表面无划痕，以切代磨、排屑性好，方便获得复杂形态的裂缝。

14、一种储层裂缝气水相渗测试方法，采用上述油气藏储层裂缝模型为实验岩心，包括以下步骤：

15、(1)将裂缝模型饱和地层水后，驱替地层水进入裂缝模型，确定水相有效渗透率；然后注入工作气体驱替裂缝模型，确定束缚水状态下气相有效渗透率；计算束缚水状态下的裂缝模型含水饱和度；

16、(2)以不同气水比例将工作气体、地层水同时通入裂缝模型，分别确定不同气水比例下水相有效渗透率、气相有效渗透率；计算不同气水比例下的裂缝模型含水饱和度；

17、(3)驱替地层水进入裂缝模型，确定残余气饱和度下水相有效渗透率。

18、本发明的储层裂缝气水相渗测试方法，基于改进稳态法测定裂缝模型内气水相渗曲线，提高了测试效率，深化了对储层裂缝内气水渗流机理的认识，为含水致密气藏差异化压裂提供实验依据。

19、为进一步提高水相有效渗透率、气相有效渗透率计算的准确度，优选地，步骤(1)和步骤(2)中，水相有效渗透率、气相有效渗透率分别按以下公式(1)、公式(2)确定：

20、

21、其中，kw—水相有效渗透率，μm2；qw-水相流速，cm3/s；bw-实验条件下水相体积系数；μw-实验条件下水相粘度，mpa·s；l、a-岩心长度与截面积，单位分别为cm和cm2；p1、p2-气、水流量稳定时岩心夹持器上下游的压力，10-1mpa；

22、

23、其中，kg-气相有效渗透率，μm2；p0-大气压力，10-1mpa；q0-大气压下的气相流速，cm3/s；—实验条件下的平均气体压缩系数；—实验条件下的平均气相粘度，mpa·s；t、t0-实验温度与室温，℃。

24、优选地，步骤(1)和步骤(2)中，采用以下方式确定裂缝模型含水饱和度：基于称量法计算裂缝模型含水饱和度，基于核磁共振法计算裂缝模型含水饱和度，将两种裂缝模型含水饱和度计算结果进行对比，当两种方法计算结果差异小于或等于2％时，以核磁共振法计算结果为最终裂缝模型含水饱和度，当两种方法计算结果差异大于2％，重新测量模型含水饱和度，直至两种方法计算结果差异满足小于或等于2％，并以核磁共振法计算结果为准。采用称量法(直接在质量检测装置上称量)和核磁共振相结合测定裂缝模型含水饱和度，避免了传统的物质平衡法和取出模型称重法过程中的流体损失，提高了裂缝内气水相渗曲线测试的精度和效率。

25、为进一步提高基于称量法计算裂缝模型束缚水饱和度的准确度，优选地，基于称量法计算裂缝模型束缚水饱和度按公式(3)进行：

26、

27、其中，sw—平均含水饱和度；m1—切割后岩心的干重，g；m2—切割后岩心的饱和湿重，g；m3—裂缝模型干重，g；m4-裂缝模型饱和湿重，g；mi-实验开始时刻，质量检测装置读数，g；mo-实验达到稳定时，质量检测装置读数，g；bw-水的体积系数，将室温下水的体积转换成实验条件下的体积。

28、步骤(3)中，所述不同气水比例是按水的流量逐渐增加的方式进行。

29、为进一步提高基于核磁共振法计算裂缝模型束缚水饱和度的准确度，优选地，基于核磁共振法计算裂缝模型束缚水饱和度按公式(4)进行：

30、

31、其中，sw-平均含水饱和度；si-第i次改进稳态法驱替实验后测试得到的裂缝模型核磁共振t2谱曲线与弛豫时间的包络面积；s100％-裂缝模型饱和地层水后核磁共振t2谱曲线与弛豫时间的包络面积；sm-切割造缝饱和地层水后基质岩心核磁共振t2谱曲线与弛豫时间的包络面积。