CN109406362B - 一种气水相对渗透率的确定方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种气水相对渗透率的确定方法。所述方法包括：通过气体注入装置和地层水注入装置分别向裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水，并通过与裂缝模拟装置的出口端连接的气水分离计量装置测量分别从裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量，以及通过第一压力传感器测量裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力；其中，将裂缝模拟装置设置在围压装置内，以模拟裂缝所处的地层应力状态；根据裂缝长度、裂缝截面积、裂缝绝对渗透率、水相流量和气相流量，以及裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率和气相相对渗透率。本申请实施例提供的技术方案，可以提高所确定的气水相对渗透率的准确度。

Description

一种气水相对渗透率的确定方法

技术领域

本申请涉及油气勘探与开发技术领域，特别涉及一种气水相对渗透率的确定方法。

背景技术

气水两相渗流规律及气水相对渗透率是油气田开发和气藏工程研究的重要基础数据。目前油气田开发行业测试气水相渗主要是依据国家标准GBT28912-2012“岩石中两相流体相对渗透率测定方法”开展的。该方法主要适用于常规均质储层，对于非均质较为严重的储层，特别是裂缝性储层，则并不适用。在进行气水相对渗透率测试实验时，现有的实验装置、测试方法，无论是稳态法还是非稳态法均难以获取可靠的相对渗透率曲线。因此，研发裂缝性储层气水相对渗透率测试方法及其装置一直是油气田开发研究中的一个重点和难点问题。

一方面，实验室难以获得合适的裂缝性模型，相对于普通岩心来说，具有天然裂缝的岩心难以获取，其制样也较为困难；另一方面裂缝性储层往往孔隙度较小，而渗透率很大，其孔渗比远小于常规储层，开展两相渗流实验时气水渗流过程更为复杂，如果采用稳态法测试，则难以达到稳态，也难以判断流动状态是否为稳态；如果采用非稳态法测试，由于渗透率极大而孔隙度很小，实验开始后裂缝产水量极小，很快产出，难以精确测量产水量，数据处理误差也较大。目前储层气水相对渗透率测试方法还是主要针对常规较均质储层，针对裂缝储层气水相对渗透率测试方法和装置研究还相对较少。

因此，现有气水相对渗透率测试方法难以对裂缝性储层气水两相渗流规律及气水相对渗透率进行准确测试和分析。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种气水相对渗透率的确定方法，以提高裂缝性储层的气水相对渗透率的准确度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种气水相对渗透率的确定方法是这样实现的：

一种气水相对渗透率的确定方法，提供有裂缝模拟装置中的裂缝长度和裂缝截面积，以及所述裂缝模拟装置的裂缝绝对渗透率，所述方法包括：

通过气体注入装置和地层水注入装置分别向所述裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水，并通过与所述裂缝模拟装置的出口端连接的气水分离计量装置测量分别从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量，以及通过第一压力传感器测量所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力；其中，将所述裂缝模拟装置设置在围压装置内，以模拟裂缝所处的地层应力状态；

根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率；以及根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率。

优选方案中，所述方法还提供有所述裂缝模拟装置的入口端注入的气体和地层水的流速比，所述方法还包括：

通过饱和度测量装置测量与所述流速比对应的所述裂缝模拟装置内的含气饱和度；其中，所述流速比与所述含气饱和度、所述水相相对渗透率、所述气相相对渗透率一一对应；

根据所述水相相对渗透率和所述气相相对渗透率，以及所述含气饱和度，确定水相相对渗透率、气相相对渗透率与含气饱和度的关联曲线。

优选方案中，所述饱和度测量装置中包括图像采集单元和图像处理单元；所述通过饱和度测量装置测量与所述流速比对应的所述裂缝模拟装置内的含气饱和度，包括：

通过所述图像采集单元对所述裂缝模拟装置内的气水分布图像进行采集；

通过所述图像处理单元将所述气水分布图像转换为二进制图像，并根据所述二进制图像确定所述含气饱和度；其中，所述二进制图像中灰度值为第一灰度值的像素点表征地层水，所述二进制图像中灰度值为第二灰度值的像素点表征气体。

优选方案中，所述方法还包括：

通过设置在所述裂缝模拟装置上的多个第二压力传感器，测量所述裂缝模拟装置内所述第二压力传感器位置处的内部压力；

在注入气体和地层水的过程中，当所述内部压力的压力变化率小于等于指定压力变化率阈值时，分别测量所述水相流量、所述气相流量和所述含气饱和度。

优选方案中，所述方法还包括：

通过设置在所述裂缝模拟装置的出口端和所述气水分离计量装置的入口端之间的回压阀，调节所述裂缝模拟装置出口端的压力，以使得在所述裂缝模拟装置的入口端和出口端之间产生指定压力差。

优选方案中，在通过气体注入装置和地层水注入装置分别向裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水之前，所述方法还包括：

通过所述地层水注入装置向所述裂缝模拟装置的入口端注入地层水，以使得所述裂缝模拟装置内充满所述地层水。

优选方案中，所述根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率，包括：

根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相有效渗透率；

将所述水相有效渗透率与所述裂缝绝对渗透率的比值，作为所述水相相对渗透率。

优选方案中，采用下述公式确定所述水相有效渗透率：

其中，k_w表示所述水相有效渗透率，单位为毫达西，Q_w表示所述水相流量，单位为毫升/秒，μ_w表示所述地层水的粘度，单位为毫帕·秒，L表示所述裂缝长度，单位为厘米，A表示所述裂缝截面积，单位为平方厘米，p₁表示所述裂缝模拟装置的入口端的压力，单位为兆帕，p₂表示所述裂缝模拟装置的出口端的压力，单位为兆帕。

优选方案中，所述根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率，包括：

根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相有效渗透率；

将所述气相有效渗透率与所述裂缝绝对渗透率的比值，作为所述气相相对渗透率。

优选方案中，采用下述公式确定所述气相有效渗透率：

其中，k_g表示所述气相有效渗透率，单位为毫达西，Q_g表示所述气相流量，单位为毫升/秒，P₀表示大气压力，单位为兆帕，μ_g表示所述气体的粘度，单位为毫帕·秒，L表示所述裂缝长度，单位为厘米，A表示所述裂缝截面积，单位为平方厘米，p₁表示所述裂缝模拟装置的入口端的压力，单位为兆帕，p₂表示所述裂缝模拟装置的出口端的压力，单位为兆帕。

本申请实施例提供了一种气水相对渗透率的确定方法，可以通过气体注入装置和地层水注入装置分别向所述裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水，并可以通过与所述裂缝模拟装置的出口端连接的气水分离计量装置测量分别从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量，以及可以通过第一压力传感器测量所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力；其中，将所述裂缝模拟装置设置在围压装置内，以模拟裂缝所处的地层应力状态；可以根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率；可以根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率。如此，针对非均质较为严重的储层，例如裂缝性储层，采用本申请实施例的方法仍可以较为准确地确定裂缝的气水相对渗透率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种气水相对渗透率的确定方法实施例的流程图；

图2是本申请实施例中裂缝性储层气水相对渗透率测试系统的组成结构示意图；

图3是本申请实施例中裂缝模拟装置的俯视图；

图4是本申请实施例中裂缝模拟装置的侧视图；

图5是本申请实施例中裂缝模拟装置中入口端的侧视图；

图6是本申请实施例中裂缝性储层气水相对渗透率与含气饱和度的关系图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种气水相对渗透率的确定方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种气水相对渗透率的确定方法。所述气水相对渗透率的确定方法提供有裂缝模拟装置中的裂缝长度和裂缝截面积，以及所述裂缝模拟装置的裂缝绝对渗透率。

在本实施方式中，可以根据实际裂缝储层中裂缝模拟的需要，设计所述裂缝模拟装置。具体地，例如，所述裂缝模拟装置可以由两块耐压玻璃平板叠置构成。其中，耐压玻璃平板的表面可以根据实际裂缝储层中裂缝模拟实验的需要，选择光滑或粗糙表面，还可以通过激光刻蚀技术获得接近岩石的孔道表面。两块耐压玻璃平板间的裂缝高度可以通过金属垫片的厚度调节。所述裂缝模拟装置中的裂缝长度可以为耐压玻璃平板的长度。所述裂缝模拟装置中的裂缝截面积可以根据耐压玻璃平板的宽度和两个耐压玻璃平板之间的裂缝高度的乘积得到。例如，耐压玻璃平板的宽度为10厘米(cm)，长度为20cm，裂缝高度为0.01cm，可以得到所述裂缝模拟装置的裂缝长度为20cm，裂缝截面积为0.1cm²。

在本实施方式中，可以将所述裂缝模拟装置放置于围压装置中，根据气体渗流理论，采用国家标准GBT29172-2012《岩心分析方法》的实验方法进行气体渗流实验，得到所述裂缝模拟装置的裂缝绝对渗透率。

图1是本申请一种气水相对渗透率的确定方法实施例的流程图。所述气水相对渗透率的确定方法，包括以下步骤。

步骤S101：通过气体注入装置和地层水注入装置分别向所述裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水，并通过与所述裂缝模拟装置的出口端连接的气水分离计量装置测量分别从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量，以及通过第一压力传感器测量所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力；其中，将所述裂缝模拟装置设置在围压装置内，以模拟裂缝所处的地层应力状态。

在本实施方式中，可以通过气体注入装置和地层水注入装置，按照指定气体注入流速和指定地层水注入流速，分别向所述裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水。其中，可以根据实验需要，调节所述指定气体注入流速和指定地层水注入流速，即可以调节注入气体和地层水的流速比。例如，所述指定气体注入流速和所述指定地层水注入流速分别为1毫升/分钟(mL/min)和10mL/min，可以将所述指定气体注入流速从1mL/min逐渐增加至200mL/min，以及可以将所述指定地层水注入流速从10mL/min逐渐降低至0.2mL/min，如此，可以不断调节注入气体和地层水的流速比，这样，气体和地层水的流速比将不断上升。通常可以根据实验需要设计10～20个不同流速比进行实验。

在本实施方式中，可以通过与所述裂缝模拟装置的出口端连接的气水分离计量装置测量分别从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量。其中，所述气水分离计量装置中可以包括气水分离器和气体流量计。所述气水分离器分别与所述裂缝模拟装置的出口端和所述气体流量计连接。具体地，可以通过所述气水分离器将气体与地层水分离，并测量从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量。接着通过气体流量计测量从所述裂缝模拟装置中渗流出的气相流量。

在本实施方式中，可以通过第一压力传感器测量所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力。具体地，可以分别在所述裂缝模拟装置的入口端和出口端设置所述第一压力传感器，从而可以分别测量所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力。其中，所述第一压力传感器具体可以是压力测量精度为0.1百分比(％)的压力传感器。

在本实施方式中，可以将所述裂缝模拟装置设置在围压装置内，以模拟裂缝所处的地层应力状态。其中，所述围压装置可以用于给所述裂缝模拟装置提供围压，以模拟裂缝所处的地层应力状态。所述围压装置中可以包括高压仓和围压泵。具体地，可以将所述裂缝模拟装置设置在所述高压仓内，接着通过所述围压泵向所述高压仓提供围压，以使得所述裂缝模拟装置处于高压环境下，并可以通过所述围压泵保持所提供的围压比所述裂缝模拟装置的内部压力高出一定值，维持该值保持不变。以便模拟地层条件下裂缝性储层的气水相对渗透率，保证后续测量数据更加准确，且符合实际地层情况。

步骤S102：根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率；以及根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率。

在本实施方式中，根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率，具体可以包括，可以根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相有效渗透率。可以将所述水相有效渗透率与所述裂缝绝对渗透率的比值，作为所述水相相对渗透率。

在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述水相有效渗透率：

其中，k_w表示所述水相有效渗透率，单位为毫达西(mD)，Q_w表示所述水相流量，单位为毫升/秒(mL/s)，μ_w表示所述地层水的粘度，单位为毫帕·秒(mPa·s)，L表示所述裂缝长度，单位为厘米(cm)，A表示所述裂缝截面积，单位为平方厘米(cm²)，p₁表示所述裂缝模拟装置的入口端的压力，单位为兆帕(MPa)，p₂表示所述裂缝模拟装置的出口端的压力单位为兆帕(MPa)。

在本实施方式中，根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率，具体可以包括，可以根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相有效渗透率。可以将所述气相有效渗透率与所述裂缝绝对渗透率的比值，作为所述气相相对渗透率。

在本实施方式中，可以采用下述公式确定所述气相有效渗透率：

其中，k_g表示所述气相有效渗透率，单位为毫达西(mD)，Q_g表示所述气相流量，单位为毫升/秒(mL/s)，P₀表示大气压力，单位为兆帕(MPa)，μ_g表示所述气体的粘度，单位为毫帕·秒(mPa·s)，L表示所述裂缝长度，单位为厘米(cm)，A表示所述裂缝截面积，单位为平方厘米(cm²)，p₁表示所述裂缝模拟装置的入口端的压力，单位为兆帕(MPa)，p₂表示所述裂缝模拟装置的出口端的压力，单位为兆帕(MPa)。

在一个实施方式中，所述气水相对渗透率的确定方法还可以提供有所述裂缝模拟装置的入口端注入的气体和地层水的流速比。所述气水相对渗透率的确定方法还可以包括：可以通过饱和度测量装置测量与所述流速比对应的所述裂缝模拟装置内的含气饱和度。其中，所述流速比与所述含气饱和度、所述水相相对渗透率、所述气相相对渗透率一一对应。可以根据所述水相相对渗透率和所述气相相对渗透率，以及所述含气饱和度，确定水相相对渗透率、气相相对渗透率与含气饱和度的关联曲线。

在本实施方式中，所述饱和度测量装置中可以包括图像采集单元和图像处理单元。通过饱和度测量装置测量与所述流速比对应的所述裂缝模拟装置内的含气饱和度，具体可以包括，首先，可以通过所述图像采集单元对所述裂缝模拟装置内的气水分布图像进行采集。然后，可以通过所述图像处理单元将所述气水分布图像转换为二进制图像。最后，可以根据所述二进制图像确定所述含气饱和度。其中，所述二进制图像中灰度值为第一灰度值的像素点表征地层水，所述二进制图像中灰度值为第二灰度值的像素点表征气体。例如，所述二进制图像中的第一灰度值和第二灰度值分别为255和0，其中，灰度值为255表示黑色，灰度值为0表示白色，也就是说，颜色为黑色的像素点表示地层水，颜色为白色的像素点表示气体。这样，可以根据所述二进制图像中颜色为黑色的像素点的数量和颜色为白色的像素点的数量确定所述含气饱和度。在本实施方式中，所述图像采集单元具体可以是高清数码摄像仪，可以将所述高清数码摄像仪放置在所述裂缝模拟装置的上方，由于所述裂缝模拟装置可以采用耐压玻璃面板制作，因此，通过所述高清数码摄像仪，可以清楚地拍摄所述裂缝模拟装置内的气水分布图像。在本实施方式中，所述图像处理单元可以是图像分析处理软件或装载有图像分析处理软件的计算机。

在本实施方式中，可以调节所述流速比，例如，可以将气体注入流速从1mL/min逐渐增加至200mL/min，以及可以将地层水注入流速从10mL/min逐渐降低至0.2mL/min，如此，可以不断调节注入气体和地层水的流速比，这样，气体和地层水的流速比将不断上升。通常可以根据实验需要设计10～20个不同流速比进行实验。如此，可以得到不同流速比分别对应的水相相对渗透率、气相相对渗透率和含气饱和度。这样，由于随着流速比的不断上升，裂缝模拟装置内的含水饱和度会逐渐降低，而含气饱和度会逐渐上升，每一个流速比下，可以记录当气体流动速度和地层水流动速度达到稳定后的含气饱和度、裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，以及从裂缝模拟装置渗流出的水相流量和气相流量，以用于计算每一个流速比对应的气相相对渗透率和水相相对渗透率。当流速比上升到一定程度后，裂缝模拟装置内的含气饱和度将趋于稳定，此时裂缝模拟装置已达到束缚水饱和度状态，可以停止渗流实验。

在一个实施方式中，所述气水相对渗透率的确定方法还可以包括，可以通过设置在所述裂缝模拟装置上的多个第二压力传感器，可以测量所述裂缝模拟装置内所述第二压力传感器位置处的内部压力。在注入气体和地层水的过程中，当所述内部压力的压力变化率小于等于指定压力变化率阈值时，可以分别测量所述水相流量、所述气相流量和所述含气饱和度，以便通过所述第二压力传感器测量的压力，判断气体和地层水的流动是否达到稳定状态，从而在气体和地层水的流动达到稳定状态后测量所述水相流量、所述气相流量和所述含气饱和度，以提高所确定的气水相对渗透率的准确度。其中，所述指定压力变化率阈值可以根据实际情况来设定。

在本实施方式中，所述第二压力传感器可以是压力测量精度为0.1百分比(％)的压力传感器。

在一个实施方式中，所述气水相对渗透率的确定方法还可以包括，可以通过设置在所述裂缝模拟装置的出口端和所述气水分离计量装置的入口端之间的回压阀，可以调节所述裂缝模拟装置出口端的压力，以使得在所述裂缝模拟装置的入口端和出口端之间产生指定压力差。从而可以还原地层环境中高压条件下气体的物理化学性质，弱化滑脱效应对气相相对渗透率的影响，减少克氏回归的麻烦，并能够更加真实地反映地层条件下的气体渗流情况，以便后续模拟井下生产状态，并适用于裂缝性储层岩心气水相对渗透率的测试。

在一个实施方式中，在通过气体注入装置和地层水注入装置分别向裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水之前，所述气水相对渗透率的确定方法还可以包括，可以通过所述地层水注入装置向所述裂缝模拟装置的入口端注入地层水，以使得所述裂缝模拟装置内充满所述地层水。以防止所述裂缝模拟装置内残留的气体对渗流测试造成误差，进一步提高所确定的裂缝性储层的气水相对渗透率的准确度。

例如，图2是本申请实施例中裂缝性储层气水相对渗透率测试系统的组成结构示意图。图3是本申请实施例中裂缝模拟装置的俯视图。图4是本申请实施例中裂缝模拟装置的侧视图。图5是本申请实施例中裂缝模拟装置中入口端的侧视图。如图2～图5所示，所述气水相对渗透率测试系统中包括：由高压气瓶P101、对应的调压阀P102、气体流量控制器P103和气体加湿器P104构成的所述气体注入装置、由定量注入泵P105和对应的阀门P106构成的所述地层水注入装置、裂缝模拟装置F100、由透明高压仓C101和围压泵C102构成的所述围压装置、回压阀D101、由气水分离器D102和气体流量计D103构成的所述气水分离计量装置、压力传感器S102、以及由高清数码摄像机S101和计算机S103构成的所述饱和度测量装置。其中，所述气体注入装置、所述地层水注入装置、裂缝模拟装置F100、回压阀D101、所述气水分离计量装置和压力传感器S102之间的连接均通过耐压管线连接。以及所述气体注入装置、所述地层水注入装置和所述气水分离计量装置的内部器件之间的连接也通过耐压管线连接。所述裂缝模拟装置包括密封螺栓F101、气体入口端F102、液体入口端F103、密封垫圈F104、金属垫片F105、上玻璃板F106、下玻璃板F107、出口端F108和多个测压端F109。其中，所述气体入口端F102和所述液体入口端F103分别设置有多个交错微小口，以便气体和地层水分别所述气体入口端F102和所述液体入口端F103流入时，可以在入口端充分混合均匀。上玻璃板F106和下玻璃板F107叠置，并通过金属垫片F105调节上玻璃板F106和下玻璃板F107之间的裂缝高度，以及通过密封垫圈F104将上玻璃板F106和下玻璃板F107边缘密封，通过密封螺栓F101将上玻璃板F106和下玻璃板F107垂直固定并压合在一起。

参见图2、图3和图4，首先，通过所述地层水注入装置向所述裂缝模拟装置F100的液体入口端F103注入地层水，以使得所述裂缝模拟装置F100内充满所述地层水。然后，通过气体注入装置和地层水注入装置，按照一定的气体和地层水的流度比，分别向所述裂缝模拟装置F100的气体入口端F102和液体入口端F103注入气体和地层水，并通过围压泵C102向所述透明高压仓C101提供围压，使得所述裂缝模拟装置F100处于一定的围压下，待压力传感器S102检测到的多个测压端F109的压力变化率小于或等于指定压力变化率阈值时，通过高清数码摄像机S101对所述裂缝模拟装置内的气水分布图像进行采集，并通过计算机S103将所述气水分布图像转换为二进制图像，并根据所述二进制图像确定所述含气饱和度，以及通过所述气水分离计量装置测量分别从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量，和通过压力传感器S102测量所述裂缝模拟装置F100的入口端和出口端的压力。其中，通过回压阀D101调节所述裂缝模拟装置F100的出口端的压力，以使得在所述裂缝模拟装置F100的入口端和出口端之间产生指定压力差。通过不断调节气体和地层水的流度比，采用前面的测试方法，可以测量对应的多组数据。最后，可以计算得到多组气相相对渗透率和多组水相相对渗透率数据，以及测量得到的多组含气饱和度数据，进而可以根据多组气相相对渗透率和多组水相相对渗透率数据，以及多组含气饱和度数据，得到如图6所示的气水相对渗透率与含气饱和度的关系图。其中，图6中的横坐标和纵坐标分别为含气饱和度和相对渗透率，单位均为百分比(％)，图6中的三角形和圆形分别表示气相(Krg)和水相(Krw)。进一步地，可以采用多项式拟合方法对图6中的数据点进行曲线拟合，分别得到气相相对渗透率与含气饱和度的关系曲线，以及水相相对渗透率与含气饱和度的关系曲线。

所述气水相对渗透率的确定方法实施例，可以通过气体注入装置和地层水注入装置分别向所述裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水，并可以通过与所述裂缝模拟装置的出口端连接的气水分离计量装置测量分别从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量，以及可以通过第一压力传感器测量所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力；其中，将所述裂缝模拟装置设置在围压装置内，以模拟裂缝所处的地层应力状态；可以根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率；可以根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率。如此，针对非均质较为严重的储层，例如裂缝性储层，采用本申请实施例的方法仍可以较为准确地确定裂缝的气水相对渗透率。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (8)

1.一种气水相对渗透率的确定方法，其特征在于，提供有裂缝模拟装置中的裂缝长度和裂缝截面积，以及所述裂缝模拟装置的裂缝绝对渗透率，所述方法包括：

通过气体注入装置和地层水注入装置分别向所述裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水，并通过与所述裂缝模拟装置的出口端连接的气水分离计量装置测量分别从所述裂缝模拟装置中渗流出的水相流量和气相流量，以及通过第一压力传感器测量所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力；其中，将所述裂缝模拟装置设置在围压装置内，以模拟裂缝所处的地层应力状态；

根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率；以及根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率；

所述方法还提供有所述裂缝模拟装置的入口端注入的气体和地层水的流速比，所述方法还包括：通过饱和度测量装置测量与所述流速比对应的所述裂缝模拟装置内的含气饱和度；其中，所述流速比与所述含气饱和度、所述水相相对渗透率、所述气相相对渗透率一一对应；根据所述水相相对渗透率和所述气相相对渗透率，以及所述含气饱和度，确定水相相对渗透率、气相相对渗透率与含气饱和度的关联曲线；其中，所述饱和度测量装置中包括图像采集单元和图像处理单元；所述通过饱和度测量装置测量与所述流速比对应的所述裂缝模拟装置内的含气饱和度，包括：通过所述图像采集单元对所述裂缝模拟装置内的气水分布图像进行采集；通过所述图像处理单元将所述气水分布图像转换为二进制图像，并根据所述二进制图像确定所述含气饱和度；其中，所述二进制图像中灰度值为第一灰度值的像素点表征地层水，所述二进制图像中灰度值为第二灰度值的像素点表征气体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过设置在所述裂缝模拟装置上的多个第二压力传感器，测量所述裂缝模拟装置内所述第二压力传感器位置处的内部压力；

在注入气体和地层水的过程中，当所述内部压力的压力变化率小于等于指定压力变化率阈值时，分别测量所述水相流量、所述气相流量和所述含气饱和度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过设置在所述裂缝模拟装置的出口端和所述气水分离计量装置的入口端之间的回压阀，调节所述裂缝模拟装置出口端的压力，以使得在所述裂缝模拟装置的入口端和出口端之间产生指定压力差。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过气体注入装置和地层水注入装置分别向裂缝模拟装置的入口端注入气体和地层水之前，所述方法还包括：

通过所述地层水注入装置向所述裂缝模拟装置的入口端注入地层水，以使得所述裂缝模拟装置内充满所述地层水。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相相对渗透率，包括：

根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积和所述水相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定水相有效渗透率；

将所述水相有效渗透率与所述裂缝绝对渗透率的比值，作为所述水相相对渗透率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述水相有效渗透率：

其中，k_w表示所述水相有效渗透率，单位为毫达西，Q_w表示所述水相流量，单位为毫升/秒，μ_w表示所述地层水的粘度，单位为毫帕·秒，L表示所述裂缝长度，单位为厘米，A表示所述裂缝截面积，单位为平方厘米，p₁表示所述裂缝模拟装置的入口端的压力，单位为兆帕，p₂表示所述裂缝模拟装置的出口端的压力，单位为兆帕。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积、所述裂缝绝对渗透率和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相相对渗透率，包括：

根据所述裂缝长度、所述裂缝截面积和所述气相流量，以及所述裂缝模拟装置的入口端和出口端的压力，确定气相有效渗透率；

将所述气相有效渗透率与所述裂缝绝对渗透率的比值，作为所述气相相对渗透率。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用下述公式确定所述气相有效渗透率：

其中，k_g表示所述气相有效渗透率，单位为毫达西，Q_g表示所述气相流量，单位为毫升/秒，P₀表示大气压力，单位为兆帕，μ_g表示所述气体的粘度，单位为毫帕·秒，L表示所述裂缝长度，单位为厘米，A表示所述裂缝截面积，单位为平方厘米，p₁表示所述裂缝模拟装置的入口端的压力，单位为兆帕，p₂表示所述裂缝模拟装置的出口端的压力，单位为兆帕。

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