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《岩土力学》2021,(3)
周期振荡法是一种新兴的多孔介质渗透率测量方法,具有测量周期短、稳定性好、精度高等优点。然而,由于缺乏对周期振荡法的系统研究,该方法未能在低渗透测量领域得到推广应用。本文采用数值模拟方法,分别研究了不同孔隙率、渗透率对周期振荡法气压测量结果的影响,以及不同形式周期波在周期振荡法渗透率测量中的适用性。结果表明：无论是孔隙率,还是渗透率都会影响气体压力传递过程;周期振荡法渗透率测量时可以不需要初始气压平衡过程,一定时间后测量结果几乎不受初始气压状态影响;与正弦波相比,方波对下游气体压力响应的影响更明显,而且方波、三角波和锯齿波具有容易加载的特点,本文建议采用方波取代正弦波进行周期振荡法试验。本研究成果对指导周期振荡法试验和解决低渗透测量难题有一定帮助。 相似文献
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分析了土壤表面积水入渗过程中压缩气体对土体结构的影响理论,并通过二维土柱入渗试验对其进行了分析及验证。在积水深度为2.8 cm的条件下,对2个初始含水量、3个孔隙率下的土柱进行了试验,测量出其在试验过程中的气体压力和入渗量,并同时观察土体结构的变化。理论和试验结果表明,气体出现突破之前,土壤内气体压缩产生的气压对湿润区土体的顶托作用会破坏土体的平衡,从而在湿润锋处产生水平裂缝,破坏入渗土体的连续性。试验还发现,入渗过程中土体结构变化大小受土壤初始结构和含水率的影响,初始结构越牢固、含水量越大,结构和气压变化越小,根据结构变化不同,可以划分出两种不同的试验过程。同时入渗土体内出现裂缝时,气压的减渗作用尤为显著,甚至会导致试验过程的停止。 相似文献
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渗透率是储层最重要的物性参数,也是油气开发的基础。随着页岩气、致密砂岩油气等非常规油气的开发,迫切需要开展超低渗透率（<0.1×10-3 μm2）测试,对测试方法和仪器都提出了挑战,是非常规油气开发研究的难点。目前我国石油工业中主要采用稳态法和脉冲衰减法进行超低渗透率测试,在测试精度、稳定性和测试周期方面还存在不足,探索高精度超低渗透率的方法十分重要。分析了室内渗透率测量的稳态法、脉冲衰减法和周期振荡法3种方法原理,在三轴应力下进行了岩石超低渗透率对比测量。结果表明,相比稳态法和脉冲衰减法,周期振荡法具有稳定性好、精度高、用时短的优点,建议引入非常规超低渗透储层渗透率测试。对周期振荡法的设备要求和数据处理方法进行了讨论,提出采用快速富里叶变换（FFT）、互谱法等信号处理方法提高数据信噪比,提高超低渗透率的测试精度和稳定性。 相似文献
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瞬态法广泛用于致密岩体渗透率测量。传统瞬态法由于忽视储层压缩性及气体吸附性对渗透率的影响,在测量页岩、煤等有机质岩体渗透率时会产生较大误差。本文通过TOUGH+REALGASBRINE模拟了瞬态法试验,研究了孔隙率、容器体积及吸附参数对渗流影响。研究结果表明,孔隙率较小或容器体积较大时,储层压缩性对传统脉冲法渗流影响可忽略;气体吸附性对传统脉冲法渗流影响较大,采用吸附性气体对页岩和煤等岩体进行渗透率测量时应考虑吸附影响。双向脉冲法能有效消除储层压缩性及吸附性对岩体的渗透率测量影响,且压力梯度能较早的达到常数,比传统脉冲法更为适用。 相似文献
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为了探讨非饱和含砂细粒土的气体渗透规律,制备不同含水率和干密度试样进行气体渗透试验,并基于多孔介质渗流理论分析进气压力、孔隙比和饱和度等对气体渗透率的影响规律,总结了非饱和土中渗透率的经验公式。试验结果表明,随着进气压力的增加,土样气体渗透率测试值逐渐趋于稳定值;含水率较高时,进气压力对土样气体渗透率的影响程度较大;含水率较低时,土样气体渗透率随进气压力增加而变化幅值较小。气体渗透率随土样含水率的增加（或饱和度的增加）呈减小趋势;当含水率低于最优含水率时,气体渗透率变化较小,但当含水率大于最优含水率后,气体渗透率急剧降低;在最优含水率两侧,土样微观结构的差异（絮凝结构和分散结构）是导致气体渗透率发生突变的主要原因;气隙比可有效表征土体孔隙比与饱和度对气体渗透率的影响规律,气体渗透率与气隙比呈良好的幂函数关系,并采用已有文献中试验数据验证了经验公式的合理性。 相似文献
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为保证开挖面的稳定，泥水盾构压力舱中的泥浆必须及时在开挖面土体表层形成泥膜，泥浆压力才能有效平衡地层中的水土压力。在考虑泥浆渗滤效应的基础上，建立了砂土地层泥水盾构开挖面泥浆恒压渗透模型，分析了渗透时间、泥浆浓度、泥浆压力和地层初始孔隙率对土体孔隙率及泥浆成膜的影响。结合刀具周期性切削作用，总结了泥浆反复渗透引起的开挖面表层土体孔隙率变化规律。基于刀盘、刀具布置形式和盾构掘进参数，分析了盾构掘进期间开挖面支护机制。结果表明：在无刀具切削作用时，泥浆渗透规律主要受到泥浆和地层特性影响；在刀具周期性切削作用下，在相同的切削深度下，刀具切削周期越短，泥膜在开挖面上越难形成；刀具较小的纵向切入速度有利于开挖面上更快形成泥膜；适当减少刀盘上同一轨迹刀具布置数量，降低盾构掘进速度和刀盘转动速度，有利于盾构掘进期间开挖面上泥膜存在面积的增大，对开挖面稳定起到积极作用。 相似文献
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油气充注对塔中志留系沥青砂岩储集性影响的模拟实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
志留系储层原油演化成沥青过程中，沥青充填于粒间孔及填隙物中，占据了孔隙空间，残余孔隙率、渗透率很低。通过模拟实验的方法分析了油气充注对沥青砂岩储集性的影响，早期充填沥青少而残余孔隙率、渗透率很低的砂岩，晚期油气仍不能充注，是非储层；早期沥青均匀充填、充填程度高，残余孔隙率、渗透率低的砂岩，晚期低粘度稀油仍能充注，孔隙率、渗透率有大幅度提高，是有效储层；早期沥青充填较均匀，残余孔隙率相对较高，不同粘度的原油充注后，孔渗条件发生明显的改善。常温的实验表明，原油的物理性质是决定沥青砂岩能否再次充注的关键因素之一，稀油充注是志留系沥青砂岩成藏的必要条件。 相似文献
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为解决我国高瓦斯煤层渗透性差导致瓦斯抽采率低的难题,利用超临界二氧化碳强扩散和溶解增透等独特优点,采用自制三轴渗透实验装置,开展不同温度下超临界二氧化碳作用后煤的宏观增透实验,在宏观增透实验基础上进行煤微观扫描成像实验。结果表明:恒定体积应力和孔隙压力条件下,不同温度超临界二氧化碳作用后,煤的渗透率较增透前提高一个数量级,但在二氧化碳的超临界温度范围内,煤的渗透率随温度增加呈负指数变化规律。超临界二氧化碳作用后,煤微观孔隙率较增透前提高两个数量级,随着温度增加,煤微观孔裂隙的演化速率减慢,孔隙率随温度增加呈负指数变化规律。宏微观实验数据同时表明,煤宏观渗透率随微观孔隙率增加而增大。超临界二氧化碳增透过程中,孔隙压力对低渗透煤层的增透效果起主控作用。 相似文献
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利用自主研发的含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,对不同温度条件下型煤试件在气体压力升降过程的渗流特性进行了试验研究,以模拟随采深增加引起的地温升高条件下煤的渗透特性。同时,为探讨低渗储层的滑脱效应进行了相同条件下氦气的平行试验。研究结果表明：（1）升压阶段,轴向应变增大,径向应变减小,近似呈线性变化;降压阶段,随气体压力降低,应变呈现出与升压阶段相同的变化趋势。随温度升高,应变随气体压力变化的斜率增大。（2）升压阶段,随气体压力升高,渗透率呈二次抛物线型变化,约在气体压力为3.0 MPa左右到达最小;降压阶段,随气体压力减小,渗透率先略有减小后增大,升压阶段渗透率大于降压阶段渗透率。（3）升压阶段滑脱效应引起的渗透率变化量大于降压阶段的变化量,且滑脱效应所引起的渗透率变化量随气体压力增加呈幂指数函数降低。 相似文献
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针对低渗透油田开发过程中存在的时变效应,以室内实验为基础,结合数值模拟方法研究了低渗透油藏渗透率时变效应规律及其对油田开发效果的影响.结果表明,上覆压力越大,渗透率时变伤害率越大,上覆压力增大至一定值之后,上覆压力的变化对渗透率伤害率的影响不大.渗透率越小,渗透率时变伤害率越大.当渗透率小于0.1×10-3 μm2时,渗透率时变伤害明显增大,同时难以恢复到原渗透率条件,裂缝性岩心时变伤害大且伤害后恢复更加困难.时变效应对渗透率的伤害主要集中在井筒附近,无因次半径越小,渗透率伤害越大;在相同的生产压差下,时变效应系数越大,油井产量越低. 相似文献
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低渗气藏应力敏感性及评价方法的研究 总被引：32，自引：0，他引：32
中国的大多数气藏属于低渗气藏。低渗气藏与油藏相比 ,具有不同的渗流特点 ,其评价需要采用能模拟气藏特点的实验方法。目前 ,国内外尚无针对气藏损害特点的实验及评价方法。在对低渗气藏应力敏感性进行研究的基础上 ,提出了模拟气藏特点的储层应力敏感性实验和评价方法。 相似文献
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毛管压力对煤层气开发具有重要意义。为定量表征中、低渗高阶煤煤岩毛管压力曲线,开展了中、低渗高煤阶煤岩高压压汞实验,利用得到的毛管压力数据回归建立了新的毛管压力曲线双参数和单参数数学模型,并研究了参数a、b间关系,以及参数a、b对毛管压力的影响及其影响因素。结果表明,本研究拟合建立的新毛管压力模型能够很好地拟合中、低高阶煤样的高压压汞实验测试得到的毛管压力数据,拟合程度达到98%以上,为定量表征高阶煤储层毛管压力提供了经验公式。根据本文建立的新毛管压力经验公式,在以SHg为横坐标,以lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)为纵坐标的在直角坐标系中,SHg与lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)成幂指数关系lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)=aSHgb,因此可通过最小二乘法拟合计算参数a和b值,进而可以得到相应煤样的毛管压力数学模型。参数a和b呈负幂函数关系,其关系式为,基于该关系式,可进一步得到单一参数毛管压力数学模型为,则lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)和在双自然对数坐标中成线性关系,通过最小二乘法进行线性回归得到直线斜率即为b值,进一步简化了毛管压力模型。利用新数学模型开展数值模拟,发现煤样毛管压力随参数a和b增加而增加;参数a和b与孔渗的关系表明,参数a随渗透率、孔隙度增加而降低,成线性关系,而参数b则随渗透率、孔隙度增加而增加,均成指数关系。 相似文献
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页岩气是一种潜在资源量巨大的非常规天然气资源,页岩气藏具有多尺度的孔渗结构及多种渗流形态,研究页岩气藏储渗特征能够为页岩气的勘探开发提供理论支撑。该研究选取了柴达木盆地东部石炭系克鲁克组与怀头他拉组的页岩钻井岩心共5个样品,应用氩离子抛光扫描电镜实验与孔径分布测试(包括压汞法、氮气吸附法、二氧化碳吸附法)对页岩的孔隙结构特征进行定性定量测试。基于页岩气质量流量渗流模型,给出页岩表观渗透率与平均压力的关系。通过甲烷渗流模拟实验测定页岩的表观渗透率。从表观渗透率随平均压力的变化特征出发,分析页岩储层中的气体渗流规律。研究结果表明：页岩气的渗流形态包括滑脱流、扩散流及达西流。在低压情况下,渗透率低的页岩中以扩散流为主,其次为滑脱流。随渗透率的增大,渗流主要形式转变为滑脱流。当压力大于2 MPa时渗流形态以达西流为主,滑脱与扩散行为不明显。研究区内页岩微孔与中孔发育较多,达西渗透率与大孔的孔隙体积相关性较大,扩散流对表观渗透率的贡献与50 nm以下的孔隙孔体积比例有一定的相关性。低压下扩散流对表观渗透率的贡献较大,扩散流是一种非常重要的页岩气运移形式。 相似文献
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低渗透油藏非达西渗流时,地层的压力分布与常规达西流动情况下不同,储层存在压力波及不到的区域,难以有效动用。为此,基于渗流理论中质量守恒和动量守恒方程,建立了考虑启动压力梯度存在的新的不稳定渗流数学模型,推导出非达西径向流解析解和产能方程,形成了低渗透油藏新的地层压力计算方法,为低渗透储层的油藏评价和开发设计提供了理论依据。计算分析表明：低渗透油藏非达西流动下压力分布不同于以往有激励即有响应的达西流动情况,近井地带能量递减远快于常规油藏达西流动的情况,储层波及范围小,井筒外围有很大一部分面积的油藏没能有效动用。 相似文献
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将排桩对平面SH波的隔振简化为弹性波散射的二维平面问题，基于全空间中无限周期结构的周期特性，给出了一种求解无限周期分布桩体对平面SH波隔振效应的解析方法。该方法采用波函数展开法并结合Graf加法定理，利用全空间中相邻周期单元的散射波场在频域内相差一个相位的特性，仅选取一个周期单元，将入射波场和所有散射波场的贡献叠加后，根据边界条件求解待定系数，从而求得整个散射波场。该解析解能够精确求解无限周期分布桩体的散射问题，分析周期分布桩体数量较多时的隔振规律，弥补了以往理论分析中桩体个数较多时难以求解的不足。重点讨论了桩体个数、桩体刚度、桩体间距和桩体类型等因素对隔振效果的影响，结果表明：（1）该方法显著降低了求解大量桩体问题时的存储量和计算量，有限周期模型计算结果随桩体个数增多收敛于无限周期模型，反映了该方法的正确性；（2）整体上桩体刚度增大有利于提高隔振效果，但桩体刚度对隔振效果的提升有限，桩体剪切波速为土体5倍时已具有足够的隔振效果；（3）桩间距对隔振效果有着直接影响，间距越小则低频禁带宽度越大；（4）桩体类型对隔振效果有着显著影响，实心桩有着良好的隔振效果，而具有柔性内填充的管桩在低频段有着更佳的隔振效果。 相似文献