CN111487174B - 基质与裂缝间窜流形状因子确定方法、装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法、装置及***，该方法包括：获取岩心样品的测试参数；根据目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值确定岩心样品孔隙度数据；根据目标测试温度值和目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据；根据目标围压值和目标饱和流体压力值控制岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据；根据内部压力数据、孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据和形状数据确定形状因子。本发明实施例可以得到不同温度压力条件下的形状因子，提升了形状因子的准确性，求得的形状因子可用于油气田开发不同阶段的数值模拟。
Description
技术领域
本发明涉及致密油气勘探开发技术领域，尤其是涉及一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法、装置及***。
背景技术
目前，对裂缝性油气藏的流动模拟主要是基于双重介质模型。双重介质模型是将基质和裂缝分为两个连续***，各有一套自身属性，基质和裂缝接触面上有质量交换，两套***通过窜流进行质量交换，形状因子是基质-裂缝***窜流函数的关键参数，受到温度和压力的影响，形状因子的准确性将直接影响基质-裂缝间窜流关系的准确表征。现有求解形状因子的方法得到的形状因子的准确性有待提高。
发明内容
本发明提供了一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法、装置及***，可以提升形状因子的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法，该方法包括：获取岩心样品的测试参数；所述测试参数至少包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值；所述目标围压值大于所述目标饱和流体压力值；根据所述目标测试温度值、所述目标饱和流体压力值和所述目标围压值确定所述岩心样品的孔隙度数据；根据所述目标测试温度值和所述目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据；根据所述目标围压值和所述目标饱和流体压力值控制所述岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据；根据所述内部压力数据、所述孔隙度数据、所述上游体积数据、所述下游体积数据和所述形状数据确定所述形状因子。
第二方面，本发明实施例还提供一种基质与裂缝间窜流形状因子确定装置，该装置包括：获取模块，用于获取岩心样品的测试参数；所述测试参数至少包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值；所述目标围压值大于所述目标饱和流体压力值；确定模块，用于根据所述目标测试温度值、所述目标饱和流体压力值和所述目标围压值确定所述岩心样品的孔隙度数据；根据所述目标测试温度值和所述目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据；控制模块，用于根据所述目标围压值和所述目标饱和流体压力值控制所述岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据；计算模块，用于根据所述内部压力数据、所述孔隙度数据、所述上游体积数据、所述下游体积数据和所述形状数据确定所述形状因子。
第三方面，本发明实施例还提供一种基质与裂缝间窜流形状因子确定装置，应用于上述任一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法，该装置包括：岩心夹持器、上游管线、下游管线、温度控制件、注入控制件和输出控制件；所述岩心夹持器包括第一岩心夹持器和第二岩心夹持器；所述第一岩心夹持器和第二岩心夹持器串联连接；所述岩心夹持器通过所述上游管线与所述注入控制件连接，通过所述下游管线与所述输出控制件连接；所述注入控制件和所述输出控制件用于调整所述岩心夹持器内部的压力值；所述温度控制件与所述岩心夹持器连接，用于调整所述岩心夹持器内部的温度值。
第四方面，本发明实施例还提供一种基质与裂缝间窜流形状因子确定***，该***包括：岩心夹持***、围压***、温度控制***、压力测量***、数据采集***、气体增压及注入***和回压***；所述岩心夹持***包括权利要求8所述的基质与裂缝间窜流形状因子确定装置；所述岩心夹持***通过注入控制件与所述气体增压及注入***连接、通过输出控制件与所述回压***连接、通过温度控制件与所述温度控制***连接，所述岩心夹持***与所述围压***、所述压力测量***分别连接；所述数据采集***分别与所述压力测量***和所述温度控制***连接。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方案，该方案首先获取岩心样品的测试参数，该测试参数至少包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值，其中，目标围压值大于目标饱和流体压力值；之后，根据目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值确定孔隙度数据；根据目标测试温度值和目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据，从而对目标测试温度值和目标压力条件，得到更准确的孔隙度数据、上游体积数据和下游体积数据，根据目标围压值和目标饱和流体压力值控制岩心夹持器内部的压力，并记录压力数据，最终，根据内部压力数据、孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据和形状数据确定形状因子。本发明实施例可以得到不同温度压力条件下的形状因子，提升了形状因子的准确性，求得的形状因子可用于油气田开发不同阶段的数值模拟。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基质与裂缝间窜流形状因子确定方法流程图；
图2为本发明实施例提供的基质与裂缝间窜流形状因子确定方法实施流程图；
图3为本发明实施例提供的基质和裂缝窜流流形状因子确定装置结构框图；
图4为本发明实施例提供的基质与裂缝间窜流形状因子确定***结构示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
基质和裂缝之间的窜流函数为：
该表达式中，q为基质-裂缝的窜流量，kg/s；α为形状因子，m-2；ρ为流体密度，kg/m3；km为基质渗透率，m2；μ流体粘度，Pa·s；Pm为基质***压力，Pa；Pf为裂缝***压力，Pa；Vm为基质岩块体积，m3。
由上述表达式可知，形状因子α值的准确性将直接影响基质-裂缝间传质关系的准确表征。
目前，求解形状因子α的方法主要有以下几种：
利用试井资料，建立压力和时间的关系，划分流动阶段，确定压力半对数图上的截距，再结合油气藏基本物性参数，反算出形状因子α；基于CT扫描技术构建数字岩心，划分基质裂缝网格，利用数值模拟方法求出形状因子α；或直接利用之前学者的理论公式，带入实测的特征流动距离求得形状因子α。
上述求解形状因子的方法存在如下弊端：
1.数据采集周期长，数据量庞大，求解过程复杂；
2.对油气藏的简化和假设条件过多，求得的形状因子α不能真实反映油气藏的特征；
3.未能考虑储层内部高温高压的特性，造成实验室测试值和真实值误差太大。
基于此，本发明实施例提供的一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法、装置及***，可以提升得到的形状因子的准确度。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法进行详细介绍。
本发明实施例提供了一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法，参见图1所示的一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S102，获取岩心样品的测试参数。
在本发明实施例中，基质和裂缝可以分别为基质介质和裂缝介质。测试参数是预先确定或预先测量出的参数，例如，包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值，其中，目标围压值大于目标饱和流体压力值。
岩心样品可以是基质岩块，该基质岩块没有裂缝。岩心样品的形状数据包括岩心样品的直径、长度等可以测量的数据。需要说明的是，在本发明实施例中，可以将没有裂缝的岩心样品设置在一个岩心夹持器中。
目标测试温度值是预先设置的温度，想要测量何种温度条件下的基质与裂缝间窜流形状因子，则可将目标测试温度值设置为相应的温度数值。
目标饱和流体压力值和目标围压值是预先设置的数据，基于油气藏特性，依据储层内部的流体压力和上覆岩层压力情况，结合仪器承压极限，确定在测试过程中施加在岩心样品上的目标围压值和目标饱和流体压力值。目标围压值可以根据上覆岩层压力值确定。在本发明实施例中，始终设置目标围压值大于目标饱和流体压力值。
需要说明的是，很多时候如果真实地层的上覆岩层压力太高，实验压力无法准确达到真实的上覆岩层和孔隙压力，依据储层实际情况或实验仪器的性能确定实验所用围压范围，再依据实际储层所受有效应力，确定实验中目标围压和气体压力的大小，尽可能保证实验条件与储层实际特征一致。
步骤S104，根据目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值确定岩心样品的孔隙度数据；根据目标测试温度值和目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据。
在本发明实施例中，考虑到在不同温度和压力的条件下，孔隙度数据不同，因此，对于目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值的条件下，需要确定相应的孔隙度数据。考虑到在不同温度和压力的条件下，容器和管线体积数据也会受到影响，因此，对于目标测试温度值和目标饱和流体压力值的条件，需要确定相应的体积数据。上游体积数据是指与岩心夹持器注入口端连接的管线和/或容器的体积数据，下游体积数据是指与岩心夹持器输出口端连接的管线和/或容器的体积数据。在具体的实施过程中，上游体积数据或下游体积数据，可以使用管线的体积数据，可以使用容器的体积数据，还可以使用管线和容器的体积数据，可以根据实际需求进行确定，本发明实施例对此不作具体限定。
需要说明的是，岩心样品设置在岩心夹持器中，在本发明实施例中，可以使用一级岩心夹持器放置岩心样品。上游管线是岩心夹持器入口端连接管线，下游管线是岩心夹持器出口端连接管线。
需要说明的是，可以根据目标饱和流体压力值和目标围压值确定施加在岩心样品上的有效应力的值，再根据有效应力的值和目标测试温度值确定相应的孔隙度数据。
利用高精度柱塞泵分别向上下游管线注入不同温度和压力下的蒸馏水，得到不同温度和压力下上下游的注入体积，即得到不同温度和压力下岩心夹持器的上游体积数据和下游体积，建立数据表，根据目标测试温度值和目标饱和流体压力值查表确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据，可以预先准备好待查的表，以通过查表得到不同目标测试温度值和不同目标饱和流体压力值情况下的上游体积数据和下游体积数据。
步骤S106，根据目标围压值和目标饱和流体压力值控制岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据。
在本发明实施例中，根据目标围压值和目标饱和流体压力值控制岩心夹持器内部的压力，根据控制的过程，记录相应时刻以及相应位置的内部压力数据。
需要说明的是，在本发明实施例中，可以通过控制岩心夹持器内部的压力，实现对基质与裂缝窜流现象的模拟，从而基于模拟过程中得到的压力数据，确定形状因子。
步骤S108，根据内部压力数据、孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据和形状数据确定形状因子。
在本发明实施例中，在得到内部压力数据之后，结合当前温度、压力条件下的孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据，和预先测量的形状数据确定形状因子。
需要说明的是，改变温度和压力条件，重复上述步骤，可以得到不同温度和压力条件下的形状因子。例如，为测试某岩心的全温度(20-150℃)和全压力(5-140MPa)下的形状因子，可采取升温升压的操作进行测量，也可采用升温降压的顺序进行测量，也可以根据地层的实际情况，定温度变压力的顺序进行测量，本发明实施例对此不作具体限定。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方案，该方案首先获取岩心样品的测试参数，该测试参数至少包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值，其中，目标围压值大于目标饱和流体压力值；之后，根据目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值确定孔隙度数据；根据目标测试温度值和目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据，从而对目标测试温度值和目标压力条件，得到更准确的孔隙度数据、上游体积数据和下游体积数据，根据目标围压值和目标饱和流体压力值控制岩心夹持器内部的压力，并记录压力数据，最终，根据内部压力数据、孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据和形状数据确定形状因子。本发明实施例可以得到不同温度压力条件下的形状因子，提升了形状因子的准确性。
考虑到为了提升孔隙度数据的确定效率，可以执行如下步骤：
根据目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值按照如下公式确定孔隙度数据：
考虑到为了提升基质与裂缝窜流过程相对应的压力数据的准确性，根据目标围压值和目标饱和流体压力值控制岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据，可以按照如下步骤执行：
(1)将岩心样品在岩心夹持器的围压增加至目标围压值，将岩心样品的气体压力增加至目标饱和流体压力值，并记录增压后岩心样品的饱和气压值。
在本发明实施例中，将地层典型岩心样品放置于岩心夹持器中，通过围压***向岩心样品施加围压，施加的围压大小根据目标围压值确定。通过气体增压注入***向岩心样品的孔隙中增加压力，直至气体压力增加至目标饱和流体压力值，通过温度控制***控制和保持岩心夹持器的温度，待岩心夹持器上下游压力一致且达到目标饱和流体压力值之后，关闭注入阀门停止注入，记录增压后岩心样品的饱和气压值。
(2)降低岩心夹持器在下游管线端的气体压力，在岩心样品中产生目标压力差值后，记录岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值和上游管线端的初始气体压力值。
控制回压***降低回压，以降低岩心夹持器在下游管线端的气体压力，在岩心上下游造成目标压力差值后，记录初始时刻岩心夹持器内部靠近出口端的压力值，得到岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值，记录初始时刻岩心夹持器内部靠近注入口端的压力值，得到岩心夹持器上游管线端的初始气体压力值。需要说明的是，目标压力差值可以根据实际需求进行设置，例如，可以设置为1MPa，本发明实施例对具体目标压力差的数值，不作具体限定。
另外需要说明的是，对于仅有一级夹持器的情况，可以假设岩心和夹持器堵头的缝隙是裂缝，将岩心样品作为基质，造成目标的压力差值之后，基质中的流体可以向下游流动。在本发明实施例中，上游管线端的气体压力可以用于模拟基质的气体压力，下游管线端的气体压力可以用于模拟裂缝的气体压力，需要说明的是，可以通过测量上游管线端或容器中的气体压力，得到岩心夹持器中上游管线端的气体压力，通过测量下游管线端或容器中的气体压力，得岩心夹持器中到下游管线端的气体压力。通过研究上、下游管线端的初始气体压力，上、下游管线端的气体压力变化情况以及上、下游管线端气体压力达到平衡状态的相关数据，优化基质与裂缝间的窜流形状因子的计算过程。
(3)间隔预设时长分别记录下游管线端的气体压力值随时间的变化值和上游管线端的气体压力值随时间的变化值，以得到上下游压差数据。
在本发明实施例中，上下游压差数据是多个时刻对应的岩心夹持器内部上游压力值和下游压力值的差值，用于描述上下游压力差值随时间变化的规律。其中，上游压力值是上游管线端的气体压力值在某一时刻的取值，下游压力值是下游管线端的气体压力值在某一时刻的取值。
(4)当岩心夹持器中岩心样品内部的压力平衡时，记录平衡压力值。
在本发明实施例中，在造成压力差值之后，封闭下游出口，由于存在压力差，基质压力和裂缝压力会不断变化，利用数据采集***记录基质压力和裂缝压力的变化，当岩心夹持器中的压力平衡，即上下游压力表示数稳定时，记录当前的气体压力值，即平衡压力值。
(5)将增压后岩心样品的饱和气压值、下游管线端的初始气体压力值、上下游压差数据和平衡压力值作为内部压力数据。
在本发明实施例中，将增压后岩心样品的饱和气压值、上下游压差产生后初始时刻的下游管线端的气体压力值、上下游平衡时的平衡压力值和上下游压差随时间变化值作为基质与裂缝间的窜流数据，即内部压力数据。
为了提升形状因子的准确性，可以根据内部压力数据、孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据和形状数据按照如下公式计算形状因子：
其中，α为形状因子，
为增压后岩心样品的饱和时刻饱和气压值，Pm,0为增压后岩心样品的基质饱和气压值，Pf,0为上下游压差产生后岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值，
为平衡压力值，t1为增压后岩心样品的饱和时刻，t2为上下游压差平衡时刻，s为上下游压差与时间半对数衰减曲线的斜率，φ为孔隙度数据，Vm为岩心的体积，L为岩心长度，Vu为上游体积，Vd为下游体积，T为目标测试温度值，Pp为目标饱和流体压力，σeff为样品所受的有效应力。
在本发明实施例中，
为增压后岩心样品的饱和时刻饱和气压值，是指岩心样品的孔隙压力增加至目标饱和流体压力值时刻的压力值，
与基质***压力Pm的初始数值Pm,0相同，然而，Pm,0为增压后岩心样品的基质饱和气压值，即Pm,0用于表示在岩心样品的孔隙压力增加至目标饱和流体压力值时刻，基质的饱和气压值，岩心样品的孔隙压力Pm会随着岩心夹持器中的压力变化而变化，在造成上下游压差，并封闭下游出口后，Pm会逐渐变小，而Pf会逐渐增大，直至二者均达到平衡，而平衡时刻基质与裂缝的压力相等，为
φ、Vu以及Vd是基于目标测试温度值T、目标饱和流体压力值Pp和目标围压值条件下确定的，其中，通过目标围压值和目标饱和流体压力值Pp可以计算得到σeff，因此对于不同的温度和压力条件，都要计算φ、Vu以及Vd的值，从而得到不同温度压力条件下都更准确的φ、Vu以及Vd计算结果，进而，得到更准确的形状因子α。
需要说明的是，根据内部压力数据中的上下游压差数据，可以绘制上下游压差值与时间半对数衰减曲线，获得该衰减曲线斜率，该斜率用于形状因子的计算。
为了提高本方案的适用范围，以及进一步提升形状因子的准确性，岩心样品包括第一岩心样品和第二岩心样品；第一岩心样品为基质岩心；第二岩心样品为裂缝岩心；岩心夹持器包括第一岩心夹持器和第二岩心夹持器；第一岩心夹持器和第二岩心夹持器串联连接；第一岩心样品设置在第一岩心夹持器中，第二岩心样品设置在第二岩心夹持器中。
在本发明实施例中，将第一岩心样品作为基质，第二岩心样品作为裂缝，研究从第一岩心样品的基质向第二岩心样品的裂缝的窜流情况，以确定形状因子。第一岩心夹持器中的气体压力可以用于模拟基质的气体压力，第二岩心夹持器中的气体压力可以用于模拟裂缝的气体压力，需要说明的是，可以通过测量第一级夹持器入口端管线或容器中的气压得到第一岩心夹持器中的气体压力，可以通过测量第二级夹持器出口端管线或容器中的气体压力得到第二岩心夹持器中的气体压力。通过研究第一、第二岩心夹持器中初始气体压力，第一、第二岩心夹持器中压力变化情况以及第一、第二岩心夹持器中气体压力达到平衡状态的相关数据，优化基质与裂缝间的窜流形状因子的计算过程。
需要说明的是，窜流是双重孔隙介质中基质与裂缝***之间的流体交换，此处双重孔隙介质中的裂缝***是天然裂缝***，为了避免天然裂缝渗透率过低，或与基质渗透率相差不大，造成第二级岩心夹持器裂缝岩心中基质与天然裂缝窜流，可将天然裂缝劈开，或用人工裂缝模拟天然裂缝。
通过设置两级岩心夹持器，可以扩大本方案的适用范围，并且可以得到更加准确的形状因子。在具体实施时，可以根据实际需求，选择使用一级夹持器或两级夹持器，使用两级夹持器实施本方案，有助于得到更加准确的窜流形状因子。
需要说明的是，对于使用两级岩心夹持器的情况，上游管线是注入控件与第一级夹持器连接的管线，第一夹持器与第二夹持器串联连接，下游管线是第二级夹持器释放压力出口端与输出控件连接管线。
为了得到更准确的流窜函数，该方法还可以包括如下步骤：根据形状因子计算基质和裂缝之间的窜流量。
在本发明实施例中，基质和裂缝之间的窜流函数为：
在得到形状因子α之后，形状因子可以用于描述裂缝和基质间的传质关系，是用于数模中，在储层中裂缝压力是不可知的情况。根据储层当前的特征，例如当前的地层温度和压力，选择合适的形状因子，代入到窜流函数中去，进行符合当前储层特征的数值模拟，得到更为准确的数值模拟结果，为油气田开发提供可靠依据。在实际储层生产过程中，储层压力不断变化，窜流因子往往被用来迭代求解任意时刻的储层压力。
本发明实施例提供了一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法、装置及***，参见图2所示的基质与裂缝间窜流形状因子确定方法实施流程图，该方法中，数据采集周期短，涉及的数据量较小，并且求解过程简单，求得的形状因子能够更真实地反映油气藏的特征，考虑储层内部高温高压的特性，能够得到更准确的形状因子。
本发明实施例还提供一种基质与裂缝间窜流形状因子确定装置，参见图3所示的基质与裂缝间窜流形状因子确定装置结构框图，该装置包括：
获取模块31，用于获取岩心样品的测试参数；测试参数至少包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值；目标围压值大于目标饱和流体压力值；
确定模块32，用于根据目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值确定孔隙度数据；根据目标测试温度值和目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据；
控制模块33，用于根据目标围压值和目标饱和流体压力值控制岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据；
计算模块34，用于根据内部压力数据、孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据和形状数据确定形状因子。
在一个实施例中，根据目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值按照如下公式确定孔隙度数据：
其中，φ为岩心样品的孔隙度数据，φ0为初始状态下岩心样品的孔隙度，γ为应力敏感系数，Pc为目标围压值，Pp为目标饱和流体压力值，Pc-Pp为样品所受有效应力σeff，β为温度敏感系数，T为目标测试温度值。
在一个实施例中，控制模块，具体用于：将岩心样品在岩心夹持器的围压增加至目标围压值，将岩心样品的孔隙压力增加至目标饱和流体压力值，并记录增压后岩心样品的饱和气压值；降低岩心夹持器在下游管线端的气体压力，在岩心样品中产生目标压力差值后，记录岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值和上游管线端的初始气体压力值；间隔预设时长分别记录下游管线端的气体压力值随时间的变化值和上游管线端的气体压力值随时间的变化值，以得到上下游压差数据；当岩心夹持器中的压力平衡时，记录平衡压力值；将增压后岩心样品的饱和气压值、下游管线端的初始气体压力值、上下游压差数据和平衡压力值作为内部压力数据。
在一个实施例中，计算模块，具体用于：根据内部压力数据、孔隙度数据、上游体积数据、下游体积数据和形状数据按照如下公式计算形状因子：
其中，α为形状因子，
为增压后岩心样品的饱和时刻饱和气压值，Pm,0为增压后岩心样品的基质饱和气压值，Pf,0为上下游压差产生后岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值，
为平衡压力值，t1为增压后岩心样品的饱和时刻，t2为上下游压差平衡时刻，s为上下游压差与时间半对数衰减曲线的斜率，φ为孔隙度数据，Vm为岩心的体积，L为岩心长度，Vu为上游体积，Vd为下游体积，T为目标测试温度值，Pp为目标饱和流体压力，σeff为样品所受的有效应力。
在一个实施例中，岩心样品包括第一岩心样品和第二岩心样品；第一岩心样品为基质岩心；第二岩心样品为裂缝岩心；岩心夹持器包括第一岩心夹持器和第二岩心夹持器；第一岩心夹持器和第二岩心夹持器串联连接；第一岩心样品设置在第一岩心夹持器中，第二岩心样品设置在所述第二岩心夹持器中。
本发明实施例还提供一种基质与裂缝间窜流形状因子确定装置，应用于上述任一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法，该装置包括：
岩心夹持器、上游管线、下游管线、温度控制件、注入控制件和输出控制件；岩心夹持器通过上游管线与注入控制件连接，通过下游管线与输出控制件连接；注入控制件和输出控制件用于调整岩心夹持器内部的压力值；温度控制件与岩心夹持器连接，用于调整岩心夹持器内部的温度值。
在本发明实施例中，注入控制件可以是注入阀门，输出控制件可以是输出阀门。
在一个实施例中，岩心夹持器包括第一岩心夹持器和第二岩心夹持器；第一岩心夹持器和第二岩心夹持器串联连接。
本发明实施例还提供一种基质与裂缝间窜流形状因子确定***，参见图4所示的基质与裂缝间窜流形状因子确定***结构示意图，该***包括：
岩心夹持***、围压***、温度控制***、压力测量***、数据采集***、气体增压及注入***和回压***；岩心夹持***包括权利要求上述的基质与裂缝间窜流形状因子确定装置；岩心夹持***通过注入控制件与气体增压及注入***连接、通过输出控制件与回压***连接、通过温度控制件与温度控制***连接，岩心夹持***与围压***、压力测量***分别连接；数据采集***分别与压力测量***和温度控制***连接。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基质与裂缝间窜流形状因子确定方法，其特征在于，包括：
获取岩心样品的测试参数；所述测试参数至少包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值；所述目标围压值大于所述目标饱和流体压力值；
根据所述目标测试温度值、所述目标饱和流体压力值和所述目标围压值确定所述岩心样品的孔隙度数据；在不同温度和压力的条件下，所述孔隙度数据不同；根据所述目标测试温度值和所述目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据；所述上游体积数据是指与岩心夹持器注入口端连接的管线和/或容器的体积数据，下游体积数据是指与岩心夹持器输出口端连接的管线和/或容器的体积数据；利用柱塞泵分别向上下游管线注入不同温度和压力下的蒸馏水，得到不同温度和压力下上下游的注入体积，查表确定岩心夹持器的所述上游体积数据和所述下游体积数据；
根据所述目标围压值和所述目标饱和流体压力值控制所述岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据；
根据所述内部压力数据、所述孔隙度数据、所述上游体积数据、所述下游体积数据和所述形状数据按照如下公式确定所述形状因子：
其中，α为形状因子，
为增压后岩心样品的饱和时刻饱和气压值，Pm,0为增压后岩心样品的基质饱和气压值，Pf,0为上下游压差产生后岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值，
为平衡压力值，t1为增压后岩心样品的饱和时刻，t2为上下游压差平衡时刻，s为上下游压差与时间半对数衰减曲线的斜率，φ为孔隙度数据，Vm为岩心的体积，L为岩心长度，Vu为上游体积，Vd为下游体积，T为目标测试温度值，Pp为目标饱和流体压力，σeff为样品所受的有效应力；
根据所述目标围压值和所述目标饱和流体压力值控制所述岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据，包括：
将所述岩心样品在所述岩心夹持器的围压增加至所述目标围压值，将所述岩心样品的气体压力增加至所述目标饱和流体压力值，并记录增压后岩心样品的饱和气压值；
降低所述岩心夹持器在下游管线端的气体压力，在所述岩心样品中产生目标压力差值后，记录岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值和上游管线端的初始气体压力值；
间隔预设时长分别记录所述下游管线端的气体压力值随时间的变化值和所述上游管线端的气体压力值随时间的变化值，以得到上下游压差数据；
当所述岩心夹持器中岩心样品内部的压力平衡时，记录平衡压力值；
将所述增压后岩心样品的饱和气压值、所述下游管线端的初始气体压力值、所述上下游压差数据和所述平衡压力值作为内部压力数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：根据所述目标测试温度值、所述目标饱和流体压力值和所述目标围压值按照如下公式确定孔隙度数据：
其中，φ为岩心样品的孔隙度数据，φ0为初始状态下岩心样品的孔隙度，γ为应力敏感系数，Pc为目标围压值，Pp为目标饱和流体压力值，Pc-Pp为样品所受有效应力σeff，β为温度敏感系数，T为目标测试温度值。
3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述岩心样品包括第一岩心样品和第二岩心样品；所述第一岩心样品为基质岩心；所述第二岩心样品为裂缝岩心；所述岩心夹持器包括第一岩心夹持器和第二岩心夹持器；所述第一岩心夹持器和第二岩心夹持器串联连接；所述第一岩心样品设置在所述第一岩心夹持器中，所述第二岩心样品设置在所述第二岩心夹持器中。
4.一种基质与裂缝间窜流形状因子确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取岩心样品的测试参数；所述测试参数至少包括岩心样品的形状数据、目标测试温度值、目标饱和流体压力值和目标围压值；所述目标围压值大于所述目标饱和流体压力值；
确定模块，用于根据所述目标测试温度值、所述目标饱和流体压力值和所述目标围压值确定所述岩心样品的孔隙度数据；在不同温度和压力的条件下，所述孔隙度数据不同；根据所述目标测试温度值和所述目标饱和流体压力值确定岩心夹持器的上游体积数据和下游体积数据；所述上游体积数据是指与岩心夹持器注入口端连接的管线和/或容器的体积数据，下游体积数据是指与岩心夹持器输出口端连接的管线和/或容器的体积数据；利用柱塞泵分别向上下游管线注入不同温度和压力下的蒸馏水，得到不同温度和压力下上下游的注入体积，查表确定岩心夹持器的所述上游体积数据和所述下游体积数据；
控制模块，用于根据所述目标围压值和所述目标饱和流体压力值控制所述岩心夹持器内部的压力，并记录内部压力数据；
计算模块，用于根据所述内部压力数据、所述孔隙度数据、所述上游体积数据、所述下游体积数据和所述形状数据按照如下公式确定所述形状因子：
其中，α为形状因子，
为增压后岩心样品的饱和时刻饱和气压值，Pm,0为增压后岩心样品的基质饱和气压值，Pf,0为上下游压差产生后岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值，
为平衡压力值，t1为增压后岩心样品的饱和时刻，t2为上下游压差平衡时刻，s为上下游压差与时间半对数衰减曲线的斜率，φ为孔隙度数据，Vm为岩心的体积，L为岩心长度，Vu为上游体积，Vd为下游体积，T为目标测试温度值，Pp为目标饱和流体压力，σeff为样品所受的有效应力；
所述控制模块，具体用于：
将所述岩心样品在所述岩心夹持器的围压增加至所述目标围压值，将所述岩心样品的气体压力增加至所述目标饱和流体压力值，并记录增压后岩心样品的饱和气压值；
降低所述岩心夹持器在下游管线端的气体压力，在所述岩心样品中产生目标压力差值后，记录岩心夹持器下游管线端的初始气体压力值和上游管线端的初始气体压力值；
间隔预设时长分别记录所述下游管线端的气体压力值随时间的变化值和所述上游管线端的气体压力值随时间的变化值，以得到上下游压差数据；
当所述岩心夹持器中岩心样品内部的压力平衡时，记录平衡压力值；
将所述增压后岩心样品的饱和气压值、所述下游管线端的初始气体压力值、所述上下游压差数据和所述平衡压力值作为内部压力数据。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：根据所述目标测试温度值、所述目标饱和流体压力值和所述目标围压值按照如下公式确定孔隙度数据：
其中，φ为岩心样品的孔隙度数据，φ0为初始状态下岩心样品的孔隙度，γ为应力敏感系数，Pc为上覆岩层压力，Pp为目标饱和流体压力值，Pc-Pp为样品所受有效应力σeff，β为温度敏感系数，T为目标测试温度值。
6.一种基质与裂缝间窜流形状因子确定装置，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的基质与裂缝间窜流形状因子确定方法，所述装置包括：岩心夹持器、上游管线、下游管线、温度控制件、注入控制件和输出控制件；
所述岩心夹持器通过所述上游管线与所述注入控制件连接，通过所述下游管线与所述输出控制件连接；
所述注入控制件和所述输出控制件用于调整所述岩心夹持器内部的压力值；
所述温度控制件与所述岩心夹持器连接，用于调整所述岩心夹持器内部的温度值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述岩心夹持器包括第一岩心夹持器和第二岩心夹持器；所述第一岩心夹持器和第二岩心夹持器串联连接。
8.一种基质与裂缝间窜流形状因子确定***，其特征在于，包括岩心夹持***、围压***、温度控制***、压力测量***、数据采集***、气体增压及注入***和回压***；所述岩心夹持***包括权利要求6所述的基质与裂缝间窜流形状因子确定装置；
所述岩心夹持***通过注入控制件与所述气体增压及注入***连接、通过输出控制件与所述回压***连接、通过温度控制件与所述温度控制***连接，
所述岩心夹持***与所述围压***、所述压力测量***分别连接；
所述数据采集***分别与所述压力测量***和所述温度控制***连接。
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