
非穩(wěn)態(tài)法氣體滲透率,是一類通過監(jiān)測隨時間變化的壓力或流量等瞬態(tài)信息,來反算巖石滲透率的實驗方法-9-11。它常被用來解決傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)法在測試低滲巖心時面臨的周期長、難度大等問題-11。根據(jù)測試目標和流體不同,主要有兩大類應用:?? 兩類核心應用1. 測“絕對滲透率"的瞬態(tài)法這類方法的核心是只注入氣體(如氮氣、氦氣),通過監(jiān)測氣體壓力在巖心兩端的衰減過程,來快速計算巖石的絕對滲透率-3-12。它尤其適用于低滲、致密巖心。在測試時,關鍵要處理氣體滑脫效應(即氣體在微孔隙壁面流動速度加快的現(xiàn)象),通常通過建立數(shù)學模型,在計算滲透率的同時,也能擬合出滑脫因子,從而得到更準確的“克氏滲透率"-3-12。2. 測“相對滲透率"的非穩(wěn)態(tài)驅(qū)替法這類方法更接近油藏真實情況,是同時注入氣體和液體(水或油),讓它們像在油藏中一樣,在巖心內(nèi)互相驅(qū)替-1-8。通過連續(xù)記錄不同時刻的驅(qū)替壓力、產(chǎn)液量和產(chǎn)氣量,再用公式計算,就能得到不同流體飽和度下的相對滲透率曲線-1-8。它的一大優(yōu)勢是比穩(wěn)態(tài)法快速,尤其適用于水驅(qū)氣藏和氣驅(qū)油藏的開發(fā)動態(tài)分析-1。?? 應用范圍與標準根據(jù)最新的國家標準(GB/T 28912-2025)-4-6-10:適用范圍:非穩(wěn)態(tài)法適用于空氣滲透率 大于 5 mD 的巖樣進行油-水相對滲透率測定,以及空氣滲透率 大于 1 mD 的巖樣進行氣-液相對滲透率測定。方法定位:當待測巖心的滲透率低于穩(wěn)態(tài)法的適用下限(如空氣滲透率低于50 mD)時,非穩(wěn)態(tài)法因其高效性,是更常用的技術路徑-4。?? 測試流程示意(以氣-液相對滲透率為例)-8準備:將飽和了模擬地層水的巖心裝入夾持器。測基礎值:用水驅(qū)替巖心,測得一個穩(wěn)定的“水相滲透率",作為計算基準。建立初始狀態(tài):用油驅(qū)替巖心,直到不再出水,建立“束縛水飽和度",并測量此狀態(tài)下油的滲透率。非穩(wěn)態(tài)驅(qū)替:以恒定的壓力或速度,用氣體驅(qū)替巖心中的油(或水)。在驅(qū)替過程中,連續(xù)、快速地記錄從巖心出口端流出的油、水、氣各自的體積,以及對應的驅(qū)替壓力。處理與計算:直到驅(qū)替至殘余油(或水)狀態(tài)后結(jié)束實驗,再通過特定的公式處理記錄的瞬態(tài)數(shù)據(jù),得到相對滲透率曲線。?? 優(yōu)勢與挑戰(zhàn)優(yōu)勢:最核心的優(yōu)勢是快速、高效,能大幅縮短實驗周期,尤其適合低滲巖心的測試-1-12。挑戰(zhàn):數(shù)據(jù)處理和數(shù)學模型比穩(wěn)態(tài)法復雜,需要更精密的傳感器來捕捉快速變化的壓力、流量信號-5-12。對于超低滲巖心,還需要專門設計實驗裝置和算法來克服氣體滑脫效應的干擾-3-5-12