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相對滲透率檢測

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發(fā)布時間：2025-08-18 07:34:18 更新時間：2025-08-17 07:34:17

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

相對滲透率檢測：原理、儀器、方法與標準詳解

相對滲透率檢測是油氣田開發(fā)、儲層評價及提高采收率研究中的關鍵實驗技術之一，主要用于表征多相流體（如油、氣、水）在多孔介質（如巖石）中流動能力的相對變化。在實際油藏開發(fā)過程中，油、氣、水往往同時存在，其流動特性受界面張力、毛細管力、潤濕性及孔隙結構等多種因素影響。相對滲透率反映了某一相流體在多相共存條件下的有效滲透能力，是構建油藏數(shù)值模擬模型、預測產量、優(yōu)化注水或注氣方案的重要基礎參數(shù)。因此，開展科學、準確的相對滲透率檢測，對于提高油氣采收率、優(yōu)化開發(fā)策略具有重要意義。該檢測不僅揭示了流體間相互作用的微觀機制，還為油藏工程、地質建模、二次與三次采油技術提供關鍵數(shù)據(jù)支持，是現(xiàn)代石油工程研究不可或缺的核心環(huán)節(jié)。

主要檢測項目

相對滲透率檢測的核心項目包括：

油-水相對滲透率曲線：測定在不同含水飽和度下油相與水相的相對滲透率變化，是油田開發(fā)中最常見的檢測項目。
氣-水相對滲透率曲線：適用于氣驅或氣水共存儲層，如致密氣藏或頁巖氣藏。
油-氣相對滲透率曲線：用于氣頂驅或氣藏開發(fā)中，評估氣相與油相流動能力的相對關系。
三相相對滲透率（油-氣-水）：在復雜油藏中，三相共存現(xiàn)象普遍，三相相對滲透率可提供更真實的流動行為描述。

常用檢測儀器

相對滲透率實驗通常在專門的巖心物理實驗裝置中完成，主要儀器包括：

巖心驅替系統(tǒng)（Core Flooding System）：集成了恒壓、恒速驅替控制功能，可精確調節(jié)流體注入速率與壓力，廣泛用于實驗室模擬油藏條件。
高壓恒溫巖心夾持器：用于夾持巖心樣品，并在高溫高壓環(huán)境下模擬地層條件，確保實驗數(shù)據(jù)具有地質代表性。
自動數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)：實時記錄注入壓力、流量、出口含水率、含油率等參數(shù)，提升實驗精度與效率。
核磁共振（NMR）或CT掃描成像裝置：用于在實驗過程中動態(tài)監(jiān)測孔隙中流體分布與飽和度變化，實現(xiàn)非侵入式觀測。

典型檢測方法

相對滲透率實驗主要采用以下幾種方法：

穩(wěn)態(tài)法（Steady-State Method）：在恒定流速下使兩相流體同時注入巖心，待系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)后，測量各相流量與壓力梯度，計算相對滲透率。該方法適用于低速流動，結果準確性高，但耗時較長。
非穩(wěn)態(tài)法（Unsteady-State Method）：通過單相驅替（如水驅油）逐步改變含水飽和度，實時監(jiān)測出口流體組成與壓力變化，利用數(shù)學模型反演相對滲透率。該方法效率高，適用于巖心較長或實驗周期受限的情況。
脈沖法（Pulse Method）：向巖心注入脈沖狀流體，通過分析脈沖傳播速度與衰減，推導相對滲透率，適用于快速篩查與初步評價。
可視化成像法（如CT或NMR）結合驅替實驗：在驅替過程中實時成像，獲取流體分布演化過程，提高對流動機制的理解。

主要檢測標準

為保證相對滲透率檢測結果的可比性與權威性，國內外制定了多項標準規(guī)范，常見的標準包括：

ISO 14594:2015：《石油和天然氣工業(yè)—巖石物理性質測試—相對滲透率測定》（Petroleum and natural gas industries — Rock physics testing — Determination of relative permeability）
API RP 40：美國石油學會推薦實踐，提供巖心分析與相對滲透率實驗的操作指南。
SY/T 5353-2018：中國石油天然氣行業(yè)標準《巖心物理性質測定方法相對滲透率測定》，適用于國內油氣田開發(fā)實驗。
ASTM D7045：美國材料與試驗協(xié)會標準，規(guī)定了多相流體在多孔介質中相對滲透率的測定方法。

這些標準對實驗條件（溫度、壓力、巖心尺寸）、流體性質、驅替速率、數(shù)據(jù)處理方法等均有明確要求，確保檢測過程規(guī)范、結果可靠，為油藏建模與開發(fā)決策提供科學依據(jù)。