页岩油藏开发受微米—纳米级孔喉流体边界层效应制约,需克服额外启动压力梯度方能流动,而业界传统测试方法(如压差—流量法、气泡法)因难以捕捉流体启动瞬态过程且超低渗环境下出口流量微弱,制约了渗流机制认知。西南石油大学贾虎教授针对此科学挑战,创新提出时间效应表征思想:基于恒定注液条件下压力梯度的“弹性储能”向“弹性—渗流并存”阶段转换特征,利用储层岩心与密闭铁岩心压力—时间曲线偏离点直接确定启动压力梯度。实验表明,灰质白云质页岩与暗色硅质泥页岩(延长组7段)的油相启动压力梯度差异受控于主流孔喉半径、强亲油性及可动流体饱和度,该方法通过时间维度解析临界态启动原理,更新页岩油渗流“储能一渗流转换”动态机制新认知,支撑页岩油藏高效开发。相关研究认识刊登在《石油学报》第47卷第7期。
(1)创新性提出了基于时间效应的启动压力梯度表征方法。通过分析流体启动的时间依赖性特征,利用压力—时间曲线识别弹性储能阶段与弹性—渗流耦合阶段的转折点,结合密闭铁岩心对照实验,直接确定启动压力梯度。该方法避免了传统稳态法的复杂性,测得了灰质白云质页岩与暗色硅质泥页岩的油相启动压力梯度,差异源于孔喉半径、亲油性及可动流体饱和度等参数的综合影响。
(2)揭示了页岩油启动的微观机制与宏观表征关联性。实验表明,纳米孔喉中流体启动需经历从静态边界层克服界面力到动态渗流的渐进过程,时间效应显著。通过压力—时间曲线变化可识别流体从纯压缩状态向渗流主导状态的转变点,为低渗透储层非达西渗流理论提供新验证手段。
(3)阐明了页岩油启动压力梯度的时间效应物理本质。页岩油启动过程存在显著的阶段转换特征,其转折点从本质上揭示了流体克服边界层阻力所需的时间积累效应。主流孔喉半径、强亲油性造成的边界层增厚效应,共同决定了储能阶段向渗流阶段转换的临界能量阈值。该发现突破了传统静态表征框架,为低渗透油藏流动能力预测提供了时间维度的新机制解释。
论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202607009
