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CN110658100B - 一种气相阈压梯度的实验测试系统、方法和数据处理方法 - Google Patents

一种气相阈压梯度的实验测试系统、方法和数据处理方法 Download PDF

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CN110658100B
CN110658100B CN201910967278.9A CN201910967278A CN110658100B CN 110658100 B CN110658100 B CN 110658100B CN 201910967278 A CN201910967278 A CN 201910967278A CN 110658100 B CN110658100 B CN 110658100B
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Abstract

本发明公开了一种气相阈压梯度的实验测试系统、方法和数据处理方法，得到的气相阈压梯度预测模型预测精度更高，且适应性更好。以相对可动气饱和度来反映气相连续性对气相阈压梯度的影响。采用设计的气相阈压梯度的实验测试系统，按照提出的气相阈压梯度的实验方法，测试不同物性岩样在不同相对可动气饱和度下的气相阈压梯度。实验测试后，以岩样的相对可动气饱和度来表征岩样的气相连续性，并建立水驱气藏气相阈压梯度的预测模型。

Description

一种气相阈压梯度的实验测试系统、方法和数据处理方法
技术领域
本发明涉及气藏开采技术领域，特别是涉及一种气相阈压梯度的实验测试系统、方法和数据处理方法。
背景技术
我国已发现和开发的气藏多数为水驱气藏，和气藏相连的边底水在气藏开发过程中会侵入气藏，储层中广泛存在气-水两相流动。气相阈压梯度是气-水两相共存时气相流动的临界压力梯度。气相阈压梯度会增大气相在储层中的渗流阻力，影响气-水两相渗流规律。因此，准确描述气相阈压梯度变化规律是正确认识水驱气藏气-水两相渗流规律的重要前提。
目前，国内外学者针对气相阈压梯度开展了一些研究，建立了一些气相阈压梯度预测模型。现有预测模型有两类，一是气相阈压梯度与岩石渗透率或含水饱和度的单因素关系模型，二是气相阈压梯度与岩石渗透率和含水饱和度的关系模型。研究表明，岩石渗透率和气相连续性是气相阈压梯度的主要影响因素。第一类模型未综合考虑岩石渗透率和气相连续性对气相阈压梯度的影响，模型适应性差。第二类模型采用了含水饱和度表征气相的连续性，未考虑束缚水饱和度和残余气饱和度对气相连续性的影响，致使模型不能准确地描述气相阈压梯度随气相连续性的变化规律。
本发明在现有气相阈压梯度预测模型评价的基础上，改进气相阈压梯度实验流程，选取普光气田超深层碳酸盐岩储层标准岩心，开展不同相对可动气饱和度条件下的气相阈压梯度实验测试，根据实验测试结果建立综合考虑岩石渗透率和相对可动气饱和度的气相阈压梯度预测模型，以准确描述气相阈压梯度变化规律，进而为正确认识水驱气藏气-水两相渗流规律奠定基础。
现有阈压梯度预测模型评价
目前，国内外学者针对气相阈压梯度开展了一些研究，建立了一些气相阈压梯度预测模型(表1)。
表1现有气相阈压梯度预测模型
Figure BDA0002230900540000021
对于气-水系统，气相是非润湿相，当气相在多孔介质中呈分散相分布时，会产生楔压效应、滞后效应和贾敏效应等多种阻力效应，从而增大气相的渗流阻力，在宏观上表现为气相的阈压梯度。储层的渗透率越低，孔隙结构越复杂，阻力效应越显著，气相阈压梯度越大。储层的含水饱和度越高，则含气饱和度越低，气相在多孔介质中的占比越小，气相连续性越差，阻力效应越显著，气相阈压梯度越大。
从表1来看，王昔彬和依呷建立的气相阈压梯度预测模型均为单因素关系模型，模型仅能计算特定渗透率下不同含水饱和度对应的气相阈压梯度或特定含水饱和度下不同渗透率对应的气相阈压梯度，模型适应性差。
气相的连续性越差，阻力效应越显著，气相阈压梯度越大，气相的连续性决定了气相阈压梯度的大小。岩石渗透率不同，束缚水饱和度和残余气饱和度不同，相同含水饱和度下气相的连续性不同。因此，含水饱和度不能准确地反映多孔介质中气相的连续性。
从表1来看，李奇模型、杨朝蓬模型和Tian W-B模型虽然综合考虑了岩石渗透率性和气相连续性，但采用了含水饱和度来表征气相连续性，未考虑束缚水饱和度和残余气饱和度对气相连续性的影响，致使模型不能很好地描述气相连续性对气相阈压梯度的影响，也使其在单一气相流动区(Sw＜Swc)和单一水相流动区(Sw＞1-Sgr)的计算结果失去意义(图1)。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种气相阈压梯度的实验测试系统、方法和数据处理方法，得到的气相阈压梯度预测模型预测精度更高，且适应性更好。
本发明的目的是这样实现的：
一种水驱气藏气相阈压梯度的实验测试系统，包括恒温箱，所述恒温箱内设有岩心夹持器，所述岩心夹持器的进口端分别通过管道连接氮气源、地层水源，所述氮气源、岩心夹持器之间的管道上设置加湿器，所述氮气源、地层水源的进口端通过管道连接恒压恒速泵，所述岩心夹持器的腔体通过管道连接围压泵，所述岩心夹持器的出口端通过管道依次连接回压阀、干燥管的进口端，干燥管的出口端通过管道连接气体流量计，用于实时测量并记录驱出气的体积，所述回压阀的调节口通过管道连接回压泵，所述干燥管放置在电子天平上，用于实时测量并记录驱出水的质量，各管道上分别设置阀门，氮气源的出口端、地层水源的出口端、所述岩心夹持器的出口端、围压泵的进口端、回压泵的进口端分别设置压力表。
一种水驱气藏气相阈压梯度的实验测试方法，包括以下步骤：
S1、束缚水饱和度下压差-流量测定，包括：
S11、岩样称量
将岩样清洗、干燥后，用电子天平称得岩样的重量为Grd，将岩样抽真空并饱和地层水后，用电子天平称得岩样的重量为Grw；
S12、建立围压
打开各管道上的阀门，将饱和地层水的岩样装入岩心夹持器；将岩心夹持器的自动围压泵设置为自动追踪模式，且恒定净围压设置为Pob后，启动自动围压泵；
S13、设置实验温度
将恒温箱温度设置为气藏温度Tr；
S14、建立回压
打开回压泵，将回压调节至预定值Pc(1-1)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(1-1)*；
S15、建立束缚水饱和度
关闭地层水源进口端、回压泵进口端的阀门，先用恒速恒压泵以0.1ml/min流速驱替岩样中的地层水，然后逐渐增大流速，直至注入气体达到孔隙体积倍数的20倍以上，且岩样不再出水为止，通过干燥管和电子天平测得驱替出的地层水质量Gwc，计算岩样束缚水饱和度Swc：
Figure BDA0002230900540000041
S16、岩样压差-流量测试，包括：
S161、第1组压差-流量测试
设置恒速恒压泵驱替压力为Pr1，读取氮气源出口端压力表读数Pr1*，建立实验驱替压差△P(1-1)，
△P(1-1)＝Pr1*-Pc(1-1)*，
测试方法：
每间隔1h记录1次气体流量计的流量数据Qg，直至前后两次流量数据波动不超过0.0001mL，则认为流量稳定，记录稳定的气体流量Qg(1-1)和驱出的地层水质量Gw(1-1)，计算此时岩样中的含水饱和度Sw(1-1)，若与束缚水饱和度Swc的差异在3％以内，则认为实验数据可靠，计算式为：
Figure BDA0002230900540000042
S162、完成第2～n组压差-流量测试
调节回压泵至预定值Pc(1-2)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(1-2)*，重复步骤S161中的测试方法，进行第2组压差△P(1-2)下压差-流量测试，
△P(1-2)＝Pr1*-Pc(1-2)*；
……
调节回压泵至预定值Pc(1-n)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(1-n)*，重复步骤S161中的测试方法，进行第n组压差△P(1-n)下压差-流量测试，
ΔP(1-n)＝Pr1*-Pc(1-n)*；
S17、测定残余气饱和度
关闭氮气源进口端和出口端的阀门，打开地层水源进口端和出口端的阀门，用地层水以0.1ml/min的速度驱替岩样中的气体，然后逐渐增大流速，直至注入地层水达到孔隙体积倍数的20倍以上，且岩样不再出气为止；关闭恒速恒压泵，取出岩样，用电子天平称得岩样的重量为Ggr，计算岩样的残余气饱和度Sgr；
Figure BDA0002230900540000051
S2、实验含水饱和度测点设计
S21、确定相对可动气饱和度间隔
根据实验含水饱和度测点需求数m，按照相对可动气饱和度均匀分布原则，确定实验的相对可动气饱和度间隔Dgfr，
Figure BDA0002230900540000052
S22、确定相对可动气饱和度
根据确定的相对可动气饱和度间隔，在0～1的范围内确定m个实验相对可动气饱和度点，首个实验相对可动气饱和度点为1；
Sgfr2＝1-Dgfr
Sgfr3＝1-2Dgfr
……
Sgfrm＝1-(m-1)Dgfr
式中：Sgfr2为第2个实验相对可动气饱和度测点；Sgfr3为第3个实验相对可动气饱和度测点；Sgfrm为第m个实验相对可动气饱和度测点；
S23、确定实验含水饱和度测点
根据实验测得的岩样束缚水饱和度、残余气饱和度和确定的相对可动气饱和度间隔，确定岩样的实验含水饱和度；岩样的第1个含水饱和度测点Sw1为束缚水饱和度Swc，其对应的相对可动气饱和度为1；
Sw2＝1-[Sgfr2×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
Sw3＝1-[Sgfr3×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
……
Swm＝1-[Sgfrm×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
式中：Sw2为第2个实验含水饱和度测点；Sw3为第3个实验含水饱和度测点；Swm为第m个实验含水饱和度测点；
S3、根据步骤S2中设计的实验含水饱和度测点，进行不同含水饱和度下的压差-流量测试，包括：
S31、岩样准备
重新将岩样清洗、干燥，并饱和地层水；
S32、建立围压
打开各管道上的阀门，将饱和地层水的岩样装入岩心夹持器；将岩心夹持器的自动围压泵设置为自动追踪模式，且恒定净围压设置为Pob后，启动自动围压泵；
S33、设置实验温度
将恒温箱温度设置为气藏温度Tr；
S34、建立回压
打开回压泵，将回压调节至预定值Pc(2-1)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(2-1)*；
S35、建立实验含水饱和度
关闭地层水源进口端、回压泵进口端的阀门，先用恒速恒压泵以0.1ml/min流速驱替实验岩样中的地层水，实时记录驱出地层水质量，直至驱出地层水质量达到Gw2时，关闭恒速恒压泵停止驱替；
Gw2＝Grw-Sw2×(Grw-Grd)-Grd
式中：Gw2为岩样在建立第2个实验含水饱和度测点时需驱替出的地层水质量；
S36、岩样压差-流量测试，包括：
S361、第1组压差-流量测试
设置恒速恒压泵驱替压力为Pr2，读取氮气源出口端压力表读数Pr2*，建立实验驱替压差ΔP(2-1)，
ΔP(21)＝Pr2*-Pc(21)*，
测试方法：
每间隔1h记录1次高精度流量传感器的流量数据Qg，直至前后两次流量数据波动不超过0.0001mL，则认为流量稳定，记录稳定的气体流量Qg(2-1)和驱出的地层水质量Gw(2-1)，计算此时岩样中的含水饱和度Sw(2-1)，若与实验前岩样含水饱和度(Sw2)的差异在3％以内，则认为实验数据可靠，计算式为：
Figure BDA0002230900540000071
式中：Sw(2-1)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第1组压差驱替后的岩样含水饱和度；Gw(2-1)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第1组压差驱替出的地层水质量；
S362、完成第2～n组压差-流量测试
调节回压泵至预定值Pc(2-2)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(2-2)*，重复步骤S361中的测试方法，进行第2组压差ΔP(2-2)下压差-流量测试，
ΔP(2-2)＝Pr2*-Pc(2-2)*；
调节回压泵至预定值Pc(2-n)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(2-n)*，重复步骤S361中的测试方法，进行第n组压差ΔP(2-n)下压差-流量测试，
ΔP(2-n)＝Pr2*-Pc(2-n)*；
S37、重复步骤S31～S36，S35中建立对应的实验含水饱和度测点，完成其它含水饱和度测点下的压差-流量的测试；
S4、实验数据处理，包括：
S41、压差-流量数据处理，包括：
S411、压差数据处理
根据岩样长度L，将测得的每个饱和度测点下的每个压差折算为压力梯度的差分形式；
Figure BDA0002230900540000081
式中：
Figure BDA0002230900540000082
为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组压差折算的压力梯度差分形式；ΔP(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中的第n组压差；L为岩样长度；
S412、流量数据处理
根据质量守恒原理，用测得的每个饱和度测点下的每个流量除以岩样的截面积A，将流量折算为流速；
Figure BDA0002230900540000083
式中：v(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组流量折算的流速；Qg(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中的第n组流量；A为岩样截面积；
S42、气相阈压梯度获取，包括：
S421、绘制压力梯度-流速曲线
根据m个饱和度测点下测得的n个压差数据折算的n个压力梯度和n个流量数据折算的n个流速，以横轴为流速，纵轴为压力梯度，在直角坐标系中绘制m条流速-压力梯度曲线；
S422、获取曲线截距值
根据绘制的m条流速-压力梯度曲线，读取每条曲线与纵轴的截距，获取m个截距值；m个截距值对应m条曲线，每个截距值即为该实验岩样在每个含水饱和度下的气相阈压梯度λ。
一种水驱气藏气相阈压梯度的实验测试数据处理方法，包括以下步骤：
S1、分别计算多个岩样(不同渗透率含水岩心)，的相对可动气饱和度Sgfr包括：
S11、根据岩样的束缚水饱和度Swc、残余气饱和度Sgr，计算得到岩样的最大可动气饱和度Sgfmax，计算式为：
Sgfmax＝1-Swc-Sgr (1)
S12、根据岩样目前的含水饱和度Sw、残余气饱和度Sgr，计算得到岩样的可动气饱和度Sgf，计算式为：
Sgf＝1-Sw-Sgr (2)
S13、根据最大可动气饱和度Sgfmax、可动气饱和度Sgf，计算得到岩样的相对可动气饱和度Sgfr，计算式为：
Figure BDA0002230900540000091
S2、以相对岩样的可动气饱和度来表征岩样的气相连续性，并建立水驱气藏气相阈压梯度的预测模型，包括：
S21、采用幂函数回归分析，建立各岩样的气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系方程：
Figure BDA0002230900540000092
式中，λ为气相阈压梯度，a为乘幂系数，b为幂指数，Sgfr为相对可动气饱和度；
S22、采用幂函数回归分析建立乘幂系数与渗透率关系方程：
a＝ckd (5)
S23、采用幂函数回归分析建立幂指数的相反数与渗透率关系方程：
-b＝ekf (6)
S24、将式(5)、式(6)代入式(4)，得到气相阈压梯度预测模型：
Figure BDA0002230900540000093
式中，c、d、e、f均为拟合系数。
由于采用了上述技术方案，本发明采用相对可动气饱和度表征气相在多孔介质中的连续性，相对可动气饱和度引入了束缚水饱和度和残余气饱和度，考虑了束缚水饱和度和残余气饱和度对气相连续性的影响。因此，相比含水饱和度而言，相对可动气饱和度能够更好地表征气相在多孔介质中的连续性。
本发明基于气相阈压梯度实验测试结果，建立了气相阈压梯度预测模型，新建模型综合考虑了岩石渗透率和相对可动气饱和度对气相阈压梯度的影响，模型能够准确描述气相阈压梯度随岩石渗透率和气相连续性的变化规律，具有较强的适应性。
本发明采用干燥管和精密电子天平实时记录驱出水质量，实现对岩心含水饱和度的实时监测，以实现气驱水后岩心含水饱和度准确地达到实验设计含水饱和度。
本发明测定特定含水饱和度下的气相阈压梯度时，每完成一个稳定压差-流量测试后，重新建立实验含水饱和度(将岩心重新烘干、抽真空饱和地层水、用加湿气体驱替地层水达到实验含水饱和度)，进行下一个稳定压差-流量的测试，以减少岩心中可动地层水在驱替过程中的损失。
附图说明
图1为气相阈压梯度在单一相流体流动区不存在物理意义示意图；
图2为含水岩心气相阈压梯度实验系统示意图；
图3为气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系曲线图；
图4为气相阈压梯度与渗透率关系曲线图；
图5为乘幂系数与渗透率关系曲线图；
图6为幂指数的相反数与渗透率关系曲线图；
图7a为气相阈压梯度与不同气相连续性表征参数回归分析图(渗透率较低岩样)；
图7b为气相阈压梯度与不同气相连续性表征参数回归分析图(渗透率较高岩样)；
图8为模型预测结果平均绝对误差对比图；
图9为模型预测结果对比图(1号岩样)；
图10为普光气田主体气藏开发井钻遇分类储层厚度柱状图；
图11为普光气田主体气藏产量变化曲线图；
图12为普光气田主体气藏分类储层气相阈压梯度图。
附图标记
附图中，1、2、3、4、5、6、7、8为阀门，a、b、c、d为压力表。
具体实施方式
参见图2，一种含水岩心气相阈压梯度实验系统，包括恒温箱，所述恒温箱内设有岩心夹持器，所述岩心夹持器的进口端分别通过管道连接氮气源、地层水源，所述氮气源、岩心夹持器之间的管道上设置加湿器，所述氮气源、地层水源的进口端通过管道连接恒压恒速泵，所述岩心夹持器的腔体通过管道连接围压泵，所述岩心夹持器的出口端通过管道依次连接回压阀、干燥管的进口端，干燥管的出口端通过管道连接气体流量计，用于实时测量并记录驱出气的体积，所述回压阀的调节口通过管道连接回压泵，所述干燥管放置在电子天平上，用于实时测量并记录驱出水的质量，各管道上分别设置阀门，氮气源的出口端、地层水源的出口端、所述岩心夹持器的出口端、围压泵的进口端、回压泵的进口端分别设置压力表。本实施例中，采用压力精度均为0.02％的高精度恒速恒压泵、高精度数显压力表和高精度回压阀，所述恒压恒速泵、围压泵、气体流量计分别连接控制计算机。
一种水驱气藏气相阈压梯度实验方法，使用一种水驱气藏气相阈压梯度实验系统，采用压差-流量法，测定岩样在多个稳定压差下的气体稳定流量，根据实验测试结果，通过回归分析，确定岩样的气相阈压梯度。
现有的含水岩心气相阈压梯度实验测试存在两个方面的问题。一是在测定特定含水饱和度下的气相阈压梯度时，现有测定方法是通过多次气驱水并称重的方式确定实验岩心含水饱和度，无法实时监测岩心含水饱和度变化，难以保证岩心含水饱和度准确地达到实验设计含水饱和度。二是在测定特定含水饱和度下的气相阈压梯度时，现有测定方法是一次性完成多个稳定压差-流量的测试，在测定岩心含水饱和度大于束缚水饱和度条件下的气相阈压梯度时，岩心中存在可动水，一次性完成多个稳定压差-流量测试难以保证驱替前后岩心含水饱和度误差小于3％。
针对现有实验方法存在的问题，本专利申请对实验流程进行以下改进。一是采用干燥管和精密电子天平实时记录驱出水质量，实现对岩心含水饱和度的实时监测，以实现气驱水后岩心含水饱和度准确地达到实验设计含水饱和度。二是测定特定含水饱和度下的气相阈压梯度时，每完成一个稳定压差-流量测试后，重新建立实验含水饱和度(将岩心重新烘干、抽真空饱和地层水、用加湿气体驱替地层水达到实验含水饱和度)，进行下一个稳定压差-流量的测试，以减少岩心中可动地层水在驱替过程中的损失。
实验步骤如下：
(1)根据行业标准《岩心分析方法》(SY/T5336-2006)制备、清洗、烘干岩样并抽真空饱和地层水。(2)以较小的气体流量驱替岩心中的地层水建立实验含水饱和度。(3)建立实验驱替压差，待压差和流量均稳定后，记录稳定的驱替压差和气体流量。具体地：
(1)束缚水饱和度下压差-流量测定
①岩样称量：先用电子天平称清洗、干燥后岩样的重量Grd，然后将岩样抽真空饱和地层水，再用电子天平称抽真空饱和地层水后岩样的重量Grw。
②建立围压：阀门1～阀门9保持打开状态，将饱和地层水的岩样装入岩样夹持器，设置自动围压泵为自动追踪模式，设置恒定净围压为Pob并启动(避免应力敏感带来的实验误差)。
③设置实验温度：将恒温箱温度稳定到气藏温度Tr。
④建立回压：打开回压泵调节至预定值Pc(1-1)，观察压力表d读数，待读数稳定，读取压力表d读数Pc(1-1)*。
⑤建立束缚水饱和度：关闭阀门2和阀门4，先用恒速恒压泵以0.1ml/min流速驱替实验岩样中的地层水，然后逐渐增大流速，直至注入气体达到孔隙体积倍数的20倍以上，且岩样不再出水为止，在干燥管和天平称重端记录驱替出的地层水质量Gwc，计算岩样束缚水饱和度Swc(束缚水饱和度Swc为第1个含水饱和度下压差-流量测试的实验前岩样含水饱和度)。
Figure BDA0002230900540000121
式中：Swc为束缚水饱和度，f；Grw为饱和地层水后的岩样质量，g；Grd为干燥岩样质量，g；Gwc为建立岩样束缚水饱和度时驱替出地层水的质量，g。
⑥记录气体流量：设置恒速恒压泵驱替压力为Pr1，读取压力表a读数Pr1*，建立实验驱替压差ΔP(1-1)(ΔP(1-1)＝Pr1*-Pc(1-1)*)，每间隔1h记录1次气体流量计的流量数据Qg，直至前后两次流量数据波动不超过0.0001mL，则认为流量稳定，记录稳定的气体流量Qg(1-1)和驱出的地层水质量Gw(1-1)，计算此时岩样中的含水饱和度Sw(1-1)，若与实验前岩样含水饱和度(束缚水饱和度Swc)的差异在3％以内，则认为实验数据可靠。
Figure BDA0002230900540000122
式中：Sw(1-1)为束缚水饱和度下压差-流量测试中第1组压差驱替后的岩样含水饱和度，f；Gw(1-1)为束缚水饱和度下压差-流量测试中第1组压差驱替出的地层水质量，g。
⑦下一组压差测试：调节回压泵至预定值Pc(1-2)，观察压力表d读数，待读数稳定，读取压力表d读数Pc(1-2)*，重复实验步骤⑥，进行下一组压差ΔP(1-2)(ΔP(1-2)＝Pr1*-Pc(1-2)*)的测试，获取下一组稳定的气体流量Qg(1-2)和驱出的地层水质量Gw(1-2)。调节回压泵并重复实验步骤⑥，直至完成所有设计压差(ΔP(1-n)＝Pr1*-Pc(1-n)*)的实验测试，获取所有稳定的气体流量Qg(1-n)和驱出的地层水质量Gw(1-n)。
Figure BDA0002230900540000131
式中：Sw(1-n)为束缚水饱和度下压差-流量测试中第n组压差驱替后的岩样含水饱和度，f；Gw(1-n)为束缚水饱和度下压差-流量测试中第n组压差驱替出的地层水质量，g。
⑧获取残余气饱和度：关闭阀门1和阀门3，打开阀门2和阀门4，用地层水以0.1ml/min的速度驱替岩样中的气体，然后逐渐增大流速，直至注入地层水达到孔隙体积倍数的20倍以上，且岩样不再出气为止。关闭恒速恒压泵，取出岩样称重Ggr，计算岩样的残余气饱和度Sgr。
Figure BDA0002230900540000132
式中：Sgr为残余气饱和度，f；Ggr为建立岩样残余气饱和度时驱替出水的质量，g。
(2)含水饱和度测点设计
①确定相对可动气饱和度间隔：根据实验含水饱和度测点数m需求，按照相对可动气饱和度均匀分布原则，确定实验的相对可动气饱和度间隔Dgfr。
Figure BDA0002230900540000133
式中：Dgfr为实验相对可动气饱和度测点间隔，Dless；m为实验含水饱和度测点需求数(实验含水饱和度测点数与实验相对可动气饱和度测点数相同且一一对应)，Dless。
②确定相对可动气饱和度：根据确定的相对可动气饱和度间隔，在0～1的范围内确定m个实验相对可动气饱和度点(Sgrf2～Sgrfm)，首个实验相对可动气饱和度点为1。
Sgfr2＝1-Dgfr
Sgfr3＝1-2Dgfr
Sgfrm＝1-(m-1)Dgfr
式中：Sgfr2为第2个实验相对可动气饱和度测点，Dless；Sgfr3为第3个实验相对可动气饱和度测点，Dless；Sgfrm为第m个实验相对可动气饱和度测点，Dless。
③确定实验含水饱和度Sw2～Swm：根据实验测得的岩样束缚水饱和度、残余气饱和度和确定的相对可动气饱和度间隔，确定各岩样的实验含水饱和度。岩样的第1个含水饱和度测点(Sw1)为束缚水饱和度Swc，其对应的相对可动气饱和度为1。
Sw2＝1-[Sgfr2×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
Sw3＝1-[Sgfr3×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
Swm＝1-[Sgfrm×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
式中：Sw2为第2个实验含水饱和度测点，Dless；Sw3为第3个实验含水饱和度测点，Dless；Swm为第m个实验含水饱和度测点，Dless。
(3)不同含水饱和度压差-流量测试
①岩样准备：重新清洗烘干岩样并饱和地层水。
②建立围压：阀门1～阀门9保持打开状态，将饱和地层水的岩样装入岩样夹持器，设置自动围压泵为自动追踪模式，设置恒定净围压为Pob并启动(避免应力敏感带来的实验误差)。
③设置实验温度：将恒温箱温度稳定到气藏温度Tr。
④建立回压：打开回压泵调节至预定值Pc(2-1)，观察压力表d读数，待读数稳定，读取压力表d读数Pc(2-1)*。
⑤建立实验含水饱和度：关闭阀门2和阀门4，先用恒速恒压泵以0.1ml/min流速驱替实验岩样中的地层水，实时记录驱出地层水质量，直至驱出地层水质量达到岩样设计实验含水饱和度Sw2对应的地层水质量Gw2时，关闭恒速恒压泵停止驱替。
Gw2＝Grw-Sw2×(Grw-Grd)-Grd
式中：Gw2为岩样在建立第2个实验含水饱和度测点时需驱替出的地层水质量，g；Sw2为设计的第2个实验含水饱和度。
⑥记录气体流量：设置恒速恒压泵驱替压力为Pr2，读取压力表a读数Pr2*，建立实验驱替压差ΔP(2-1)(ΔP(2-1)＝Pr2*-Pc(2-1)*)，每间隔1h记录1次高精度流量传感器的流量数据Qg，直至前后两次流量数据波动不超过0.0001mL，则认为流量稳定，记录稳定的气体流量Qg(2-1)和驱出的地层水质量Gw(2-1)，计算此时岩样中的含水饱和度Sw(2-1)，若与实验前岩样含水饱和度(Sw2)的差异在3％以内，则认为实验数据可靠。
Figure BDA0002230900540000151
式中：Sw(2-1)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第1组压差驱替后的岩样含水饱和度，f；Gw(2-1)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第1组压差驱替出的地层水质量，g。
⑦下一组压差测试：重复步骤①～⑥，调节回压泵至预定值Pc(2-2)，观察压力表d读数，待读数稳定，读取压力表d读数Pc(2-2)*，进行下一组压差ΔP(2-2)(ΔP(2-2)＝Pr2*-Pc(2-2)*)的测试，获取下一组稳定的气体流量Qg(2-2)和驱出的地层水质量Gw(2-2)。调节回压泵并重复实验步骤⑥，直至完成所有设计压差(ΔP(2-n)＝Pr2*-Pc(2-n)*)的实验测试，获取所有稳定的气体流量Qg(2-n)和驱出的地层水质量Gw(2-n)，每一组压差-流量测试中都要记录实验驱替后的岩样含水饱和度Sw(2-n)，对比与实验前岩样含水饱和度Sw2的差异。
Figure BDA0002230900540000152
式中：Sw(2-n)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组压差驱替后的岩样含水饱和度，f；Gw(2-n)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组压差驱替出的地层水质量，g。
⑧下一组含水饱和度测试：重复步骤①～⑦，完成其它(m-2)个含水饱和度测点(Sw3～Swm)压差-流量的测试。每一个饱和度测点的压差-流量测试包含n个压差流量测点，每个压差-流量测点都要记录驱出地层水质量Gw(m-n)、实验驱替压差ΔP(m-n)和实验稳定流量Qg(2-n)，每个压差测点测试完成后都要计算驱替后岩样含水饱和度Sw(m-n)，若与实验前含水饱和度Swm误差在3％以内，则进行下一组实验，若误差大于3％，则重复该组实验。
Figure BDA0002230900540000161
式中：Sw(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组压差驱替后的岩样含水饱和度，f；Gw(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组压差驱替出的地层水质量，g。
2实验数据处理
(1)压差-流量数据处理
①压差数据处理：根据岩样长度L，将测得的每个饱和度测点下的每个压差折算为压力梯度的差分形式。
Figure BDA0002230900540000162
式中：
Figure BDA0002230900540000163
为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组压差折算的压力梯度差分形式，MPa/m；ΔP(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中的第n组压差，MPa；L为岩样长度，m。
②流量数据处理：根据质量守恒原理，用测得的每个饱和度测点下的每个流量除以岩样的截面积A，将流量折算为流速。
Figure BDA0002230900540000171
式中：v(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组流量折算的流速，m/s；Qg(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中的第n组流量，MPa；A为岩样截面积，m2。
(2)气相阈压梯度获取
①绘制压力梯度-流速曲线：根据m个饱和度测点下测得的n个压差数据折算的n个压力梯度和n个流量数据折算的n个流速，在直角坐标系中绘制m条流速-压力梯度曲线(横轴为流速，纵轴为压力梯度)。
②获取曲线截距值：根据绘制的m条流速-压力梯度曲线，读取每条曲线与纵轴的截距，获取m个截距值。m个截距值对应m条曲线，每个截距值即为该实验岩样在每个含水饱和度下的气相阈压梯度λ。
(3)不同渗透率岩样压差-流量测试
①压差-流量实验测试：选取多块不同渗透率的实验岩样，按照第1部分中所述的实验测试流程和第2部分中(1)、(2)所述的实验数据处理流程，进行实验测试，基于实验测试结果进行数据处理，获取每块岩样在不同含水饱和度下的气相阈压梯度λ。
实验样品选取四川盆地普光气田超深层碳酸盐岩标准岩心10块(表2)，岩样孔隙度介于2.78～7.19％，渗透率介于0.0188～5.7304×10-3μm2。实验用气为氮气(纯度99.999％)，实验用水为与普光气田地层水等矿化度(8.5×104mg/L)的盐水。
表2实验岩心基础数据表
Figure BDA0002230900540000172
Figure BDA0002230900540000181
实验结果及分析
根据实验测试数据回归分析得到10块岩心的气相阈压梯度，绘制其与相对可动气饱和度的关系曲线(图3～图4)，k为渗透率。从图3来看，气相阈压梯度随相对可动气饱和度的降低而增大，在相对可动气饱和度较高时，随着相对可动气饱和度降低，气相阈压梯度缓慢增大，在相对可动气饱和度较低时，随着相对可动气饱和度降低，气相阈压梯度急剧增大。从图4来看，气相阈压梯度随渗透率的降低而增大，在渗透率相对较高时，随着渗透率降低，气相阈压梯度缓慢增大，在渗透率相对较低时，随着渗透率降低，气相阈压梯度急剧增大。
建立气相阈压梯度预测模型
从气相阈压梯度实验测试结果来看(图3～图4)，气相阈压梯度和相对可动气饱和度呈幂函数关系，采用幂函数回归分析，建立不同物性岩心的气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系方程(表3)。
表3气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系方程
Figure BDA0002230900540000182
Figure BDA0002230900540000191
根据乘幂系数、幂指数和对应的渗透率数据，绘制乘幂系数、幂指数与渗透率的关系曲线(图5～图6)。从图5和图6来看，乘幂系数和幂指数的相反数随渗透率的增大而减小，乘幂系数和幂指数的相反数与渗透率均呈较好的幂函数关系。
采用幂函数回归分析建立乘幂系数与渗透率关系方程为
a＝0.0542k-0.4116 (4)
采用幂函数回归分析建立幂指数的相反数与渗透率关系方程为
-b＝0.5038k-0.2086 (5)
综合式(4)和式(5)，建立气相阈压梯度预测模型为
Figure BDA0002230900540000192
根据特定储层的渗透率和相对可动气饱和度，采用式(6)，可计算得到对应储层的气相阈压梯度。式(6)综合考虑了岩石渗透率和相对可动气饱和度对气相阈压梯度的影响，能够准确描述气相阈压梯度随岩石渗透率和气相连续性的变化规律。
模型对比
从气相阈压梯度与不同气相连续性表征参数回归分析图(图7a、图7b)来看，气相阈压梯度与相对可动气饱和度拟合曲线的R2值均大于气相阈压梯度与含水饱和度拟合曲线的R2值，气相阈压梯度与相对可动气饱和度拟合曲线对实验数据的拟合程度高于气相阈压梯度与含水饱和度拟合曲线对实验数据的拟合程度，说明相对可动气饱和度能够更好地反映气相连续性对气相阈压梯度的影响。因此，相比含水饱和度而言，相对可动气饱和度能够更加准确地描述气相阈压梯度随气相连续性的变化规律。
根据实验测试数据，采用前人气相阈压梯度预测模型的建模思路，建立气相阈压梯度与含水饱和度和渗透率关系模型为
Figure BDA0002230900540000193
根据式(6)和式(7)预测实验岩心的气相阈压梯度，进而计算预测结果与实测结果的平均绝对误差。从模型预测结果平均绝对误差对比图(图8)来看，气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系模型的平均绝对误差明显小于气相阈压梯度与含水饱和度关系模型的平均绝对误差，说明气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系模型能够更加准确地描述气相阈压梯度随气相连续性的变化规律。
采用式(7)，按照含水饱和度取值区间，预测区间内不同含水饱和度对应的气相阈压梯度。采用式(6)，按照相对可动气饱和度取值区间，预测区间内不同相对可动气饱和度对应的气相阈压梯度，采用式(1)～式(3)将相对可动气饱和度换算为含水饱和度。根据预测结果绘制气相阈压梯度与含水饱和度关系曲线(图9)。
从图9来看，气相阈压梯度与含水饱和度关系模型在整个含水饱和度取值区间均存在预测结果，而气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系模型仅在气-水两相流动区(Swc≤Sw＜1-Sgr)存在预测结果。储层的含水饱和度不会低于Swc，储层水侵区域的含水饱和度不会高于1-Sgr，因而气相阈压梯度与含水饱和度关系模型在气-水两相流动区(Sw＜Swc，Sw＞1-Sgr)以外区域的气相阈压梯度预测结果无实际意义，而气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系模型将预测范围限定在气-水两相流动区内，模型预测结果均具有实际意义。
实例应用
普光气田主体气藏为带有边、底水的超深层碳酸盐岩气藏，气藏水体较为活跃，水侵较为严重。气藏储层非均质性强，I、II、III类储层间互发育，开发井钻遇气层中I类储层占9.6％；II类储层占32.9％；III类储层占57.5％，物性相对较差的II、III类储层占比大(图10)。目前气藏开发已进入递减期(图11)，II、III类储层产量占比逐渐增大，逐步成为气藏减缓递减的主力产层。
根据普光气田主体气藏气井测井解释成果，采用新建气体阈压梯度预测模型，计算气藏分类储层在不同相对可动气饱和度下的气相阈压梯度(图12)。从图12来看，普光气田主体气藏I、II、III类储层均存在气相阈压梯度。I类储层气相阈压梯度相对较小，其数量级在0.01MPa·m-1级别，对气藏开发影响较小；II类储层气相阈压梯度较I类储层明显增大，渗透率为0.1×10-3μm2、相对可动气饱和度为0.2时，气相阈压梯度可达0.5MPa·m-1；III类储层气相阈压梯度急剧增大，渗透率为0.01×10-3μm2、相对可动气饱和度为0.2时，气相阈压梯度可达3.0MPa·m-1。
普光气田主体气藏II、III类储层气相阈压梯度较大，在气藏的后续开发中需进一步做好控水工作，以减小气相阈压梯度对气藏开发的影响。另外，对于气井II、III类储层产能的评价及气藏水侵区域气-水两相渗流规律的研究均需考虑气相阈压梯度的影响。
结论
(1)相对可动气饱和度表征了多孔介质内可动气饱和度占最大可动气饱和度的比例，相对可动气饱和度考虑了束缚水饱和度和残余气饱和度对气相连续性的影响，相比含水饱和度而言，相对可动气饱和度能够更好地表征气相在多孔介质中的连续性。
(2)气相阈压梯度随相对可动气饱和度的降低而增大，在相对可动气饱和度较低时，气相阈压梯度随相对可动气饱和度降低而急剧增大。气相阈压梯度随渗透率的降低而增大，在渗透率相对越低时，气相阈压梯度随渗透率降低而急剧增大。
(3)基于气相阈压梯度实验测试结果，建立了气相阈压梯度预测模型，新建模型综合考虑了岩石渗透率和相对可动气饱和度对气相阈压梯度的影响，模型能够准确描述气相阈压梯度随岩石渗透率和气相连续性的变化规律，具有较强的适应性。
(4)普光气田主体气藏Ⅱ、Ⅲ类储层气相阈压梯度较大，在气井Ⅱ、Ⅲ类储层的产能评价和气藏水侵区域气-水两相的渗流规律研究中均需考虑气相阈压梯度，在气藏的后续开发中也需进一步做好控水工作，以减小气相阈压梯度对气藏开发的影响。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种水驱气藏气相阈压梯度的实验测试方法，其特征在于，包括实验测试系统，实验测试系统包括恒温箱，所述恒温箱内设有岩心夹持器，所述岩心夹持器的进口端分别通过管道连接氮气源、地层水源，所述氮气源、岩心夹持器之间的管道上设置加湿器，所述氮气源、地层水源的进口端通过管道连接恒压恒速泵，所述岩心夹持器的腔体通过管道连接围压泵，所述岩心夹持器的出口端通过管道依次连接回压阀、干燥管的进口端，干燥管的出口端通过管道连接气体流量计，用于实时测量并记录驱出气的体积，所述回压阀的调节口通过管道连接回压泵，所述干燥管放置在电子天平上，用于实时测量并记录驱出水的质量，各管道上分别设置阀门，氮气源的出口端、地层水源的出口端、所述岩心夹持器的出口端、围压泵的进口端、回压泵的进口端分别设置压力表；
实验测试方法包括以下步骤：
S1、束缚水饱和度下压差-流量测定，包括：
S11、岩样称量
将岩样清洗、干燥后，用电子天平称得岩样的重量为Grd，将岩样抽真空并饱和地层水后，用电子天平称得岩样的重量为Grw；
S12、建立围压
打开各管道上的阀门，将饱和地层水的岩样装入岩心夹持器；将岩心夹持器的自动围压泵设置为自动追踪模式，且恒定净围压设置为Pob后，启动自动围压泵；
S13、设置实验温度
将恒温箱温度设置为气藏温度Tr；
S14、建立回压
打开回压泵，将回压调节至预定值Pc(1-1)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(1-1)*；
S15、建立束缚水饱和度
关闭地层水源进口端、回压泵进口端的阀门，先用恒速恒压泵以0.1ml/min流速驱替岩样中的地层水，然后逐渐增大流速，直至注入气体达到孔隙体积倍数的20倍以上，且岩样不再出水为止，通过干燥管和电子天平测得驱替出的地层水质量Gwc，计算岩样束缚水饱和度Swc：
Figure FDA0003381919970000021
S16、岩样压差-流量测试，包括：
S161、第1组压差-流量测试
设置恒速恒压泵驱替压力为Pr1，读取氮气源出口端压力表读数Pr1*，建立实验驱替压差△P(1-1)，
△P(1-1)＝Pr1*-Pc(1-1)*，
测试方法：
每间隔1h记录1次气体流量计的流量数据Qg，直至前后两次流量数据波动不超过0.0001mL，则认为流量稳定，记录稳定的气体流量Qg(1-1)和驱出的地层水质量Gw(1-1)，计算此时岩样中的含水饱和度Sw(1-1)，若与束缚水饱和度Swc的差异在3％以内，则认为实验数据可靠，计算式为：
Figure FDA0003381919970000022
S162、完成第2～n组压差-流量测试
调节回压泵至预定值Pc(1-2)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(1-2)*，重复步骤S161中的测试方法，进行第2组压差△P(1-2)下压差-流量测试，
△P(1-2)＝Pr1*-Pc(1-2)*；
……
调节回压泵至预定值Pc(1-n)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(1-n)*，重复步骤S161中的测试方法，进行第n组压差△P(1-n)下压差-流量测试，
△P(1-n)＝Pr1*-Pc(1-n)*；
S17、测定残余气饱和度
关闭氮气源进口端和出口端的阀门，打开地层水源进口端和出口端的阀门，用地层水以0.1ml/min的速度驱替岩样中的气体，然后逐渐增大流速，直至注入地层水达到孔隙体积倍数的20倍以上，且岩样不再出气为止；关闭恒速恒压泵，取出岩样，用电子天平称得岩样的重量为Ggr，计算岩样的残余气饱和度Sgr；
Figure FDA0003381919970000031
S2、实验含水饱和度测点设计
S21、确定相对可动气饱和度间隔
根据实验含水饱和度测点需求数m，按照相对可动气饱和度均匀分布原则，确定实验的相对可动气饱和度间隔Dgfr，
Figure FDA0003381919970000032
S22、确定相对可动气饱和度
根据确定的相对可动气饱和度间隔，在0～1的范围内确定m个实验相对可动气饱和度点，首个实验相对可动气饱和度点为1；
Sgfr2＝1-Dgfr
Sgfr3＝1-2Dgfr
……
Sgfrm＝1-(m-1)Dgfr
式中：Sgfr2为第2个实验相对可动气饱和度测点；Sgfr3为第3个实验相对可动气饱和度测点；Sgfrm为第m个实验相对可动气饱和度测点；
S23、确定实验含水饱和度测点
根据实验测得的岩样束缚水饱和度、残余气饱和度和确定的相对可动气饱和度间隔，确定岩样的实验含水饱和度；岩样的第1个含水饱和度测点Sw1为束缚水饱和度Swc，其对应的相对可动气饱和度为1；
Sw2＝1-[Sgfr2×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
Sw3＝1-[Sgfr3×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
……
Swm＝1-[Sgfrm×(1-Swc-Sgr)]+Sgr
式中：Sw2为第2个实验含水饱和度测点；Sw3为第3个实验含水饱和度测点；Swm为第m个实验含水饱和度测点；
S3、根据步骤S2中设计的实验含水饱和度测点，进行不同含水饱和度下的压差-流量测试，包括：
S31、岩样准备
重新将岩样清洗、干燥，并饱和地层水；
S32、建立围压
打开各管道上的阀门，将饱和地层水的岩样装入岩心夹持器；将岩心夹持器的自动围压泵设置为自动追踪模式，且恒定净围压设置为Pob后，启动自动围压泵；
S33、设置实验温度
将恒温箱温度设置为气藏温度Tr；
S34、建立回压
打开回压泵，将回压调节至预定值Pc(2-1)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(2-1)*；
S35、建立实验含水饱和度
关闭地层水源进口端、回压泵进口端的阀门，先用恒速恒压泵以0.1ml/min流速驱替实验岩样中的地层水，实时记录驱出地层水质量，直至驱出地层水质量达到Gw2时，关闭恒速恒压泵停止驱替；
Gw2＝Grw-Sw2×(Grw-Grd)-Grd
式中：Gw2为岩样在建立第2个实验含水饱和度测点时需驱替出的地层水质量；
S36、岩样压差-流量测试，包括：
S361、第1组压差-流量测试
设置恒速恒压泵驱替压力为Pr2，读取氮气源出口端压力表读数Pr2*，建立实验驱替压差△P(2-1)，
△P(2-1)＝Pr2*-Pc(2-1)*，
测试方法：
每间隔1h记录1次高精度流量传感器的流量数据Qg，直至前后两次流量数据波动不超过0.0001mL，则认为流量稳定，记录稳定的气体流量Qg(2-1)和驱出的地层水质量Gw(2-1)，计算此时岩样中的含水饱和度Sw(2-1)，若与实验前岩样含水饱和度(Sw2)的差异在3％以内，则认为实验数据可靠，计算式为：
Figure FDA0003381919970000061
式中：Sw(2-1)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第1组压差驱替后的岩样含水饱和度；Gw(2-1)为岩样第2个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第1组压差驱替出的地层水质量；
S362、完成第2～n组压差-流量测试
调节回压泵至预定值Pc(2-2)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(2-2)*，重复步骤S361中的测试方法，进行第2组压差△P(2-2)下压差-流量测试，
△P(2-2)＝Pr2*-Pc(2-2)*；
……
调节回压泵至预定值Pc(2-n)，观察回压泵的进口端的压力表读数，待读数稳定，读取回压泵的进口端的压力表读数Pc(2-n)*，重复步骤S361中的测试方法，进行第n组压差△P(2-n)下压差-流量测试，
△P(2-n)＝Pr2*-Pc(2-n)*；
S37、重复步骤S31～S36，S35中建立对应的实验含水饱和度测点，完成其它含水饱和度测点下的压差-流量的测试；
S4、实验数据处理，包括：
S41、压差-流量数据处理，包括：
S411、压差数据处理
根据岩样长度L，将测得的每个饱和度测点下的每个压差折算为压力梯度的差分形式；
Figure FDA0003381919970000071
式中：
Figure FDA0003381919970000072
为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组压差折算的压力梯度差分形式；ΔP(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中的第n组压差；L为岩样长度；
S412、流量数据处理
根据质量守恒原理，用测得的每个饱和度测点下的每个流量除以岩样的截面积A，将流量折算为流速；
Figure FDA0003381919970000073
式中：v(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中第n组流量折算的流速；Qg(m-n)为岩样第m个实验含水饱和度测点下压差-流量测试中的第n组流量；A为岩样截面积；
S42、气相阈压梯度获取，包括：
S421、绘制压力梯度-流速曲线
根据m个饱和度测点下测得的n个压差数据折算的n个压力梯度和n个流量数据折算的n个流速，以横轴为流速，纵轴为压力梯度，在直角坐标系中绘制m条流速-压力梯度曲线；
S422、获取曲线截距值
根据绘制的m条流速-压力梯度曲线，读取每条曲线与纵轴的截距，获取m个截距值；m个截距值对应m条曲线，每个截距值即为该实验岩样在每个含水饱和度下的气相阈压梯度λ。
2.一种权利要求1所述的水驱气藏气相阈压梯度的实验测试方法的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、分别计算多个岩样的相对可动气饱和度Sgfr，包括：
S11、根据岩样的束缚水饱和度Swc、残余气饱和度Sgr，计算得到岩样的最大可动气饱和度sgfmax，计算式为：
Sgfmax＝1-Swc-Sgr (1)
S12、根据岩样目前的含水饱和度Sw、残余气饱和度Sgr，计算得到岩样的可动气饱和度Sgf，计算式为：
Sgf＝1-Sw-Sgr (2)
S13、根据最大可动气饱和度Sgfmax、可动气饱和度Sgf，计算得到岩样的相对可动气饱和度sgfr，计算式为：
Figure FDA0003381919970000081
S2、以相对岩样的可动气饱和度来表征岩样的气相连续性，并建立水驱气藏气相阈压梯度的预测模型，包括：
S21、采用幂函数回归分析，建立各岩样的气相阈压梯度与相对可动气饱和度关系方程：
Figure FDA0003381919970000082
式中，λ为气相阈压梯度，a为乘幂系数，b为幂指数，Sgfr为相对可动气饱和度；
S22、采用幂函数回归分析建立乘幂系数与渗透率关系方程：
a＝ckd (5)
S23、采用幂函数回归分析建立幂指数的相反数与渗透率关系方程：
-b＝ekf (6)
S24、将式(5)、式(6)代入式(4)，得到气相阈压梯度预测模型：
Figure FDA0003381919970000091
式中，c、d、e、f均为拟合系数。
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