渗透率及其测定
含水合物沉积物渗透率测定方法
含水合物沉积物渗透率测定方法含水合物沉积物是指地球表面和海底沉积物中的含水和甲烷结晶体。
这些结构可在水合物赋存区域内形成，如深海海底和某些冷水源泉。
研究这一领域的关键是确定其渗透率，该指数代表水合物含量和深度的关系，这对于开发海底甲烷水合物具有重要的意义。
这篇文章将介绍含水合物沉积物渗透率的测定方法。
一、静态渗透实验法静态渗透实验法是一种最常用的测量渗透率方法。
它基于渗透的Fatland-Brown方程，可以通过实验室制作的人造水合物样品来估算深海地区自然水合物的渗透率。
实验通常通过将水合物样品置于一个高压温控装置中，沿着不同的方向施加一定的水力压差，以测量通过样品的水流速度。
根据压差和流速之间的关系，可以确定样品的渗透率。
二、动态渗透实验法动态渗透实验法相对于静态方法更准确。
该方法基于Darcy定律，涉及到水在含水合物沉积物样品中通过的速率和真实高压温度条件。
这种方法区别于静态方法的是它可以模拟海底情况。
通过在合适的下降速度下沉积原料的压缩，可以产生适当的固体压力，以达到模拟深海环境的目的。
三、声波绕射法声波绕射法是一种无创且高分辨率的测定含水合物沉积物渗透率的方法。
这种方法使用声波对含水合物沉积物样品进行扫描。
声波通过已知的方程式得出渗透率的值。
这种方法的优点是它为非破坏性，且测量时间短，而且可以精确测量出渗透率。
四、监测装置法监测装置法是将一些装置设在地下，以监测储存在地下岩体的流体某些参数。
通过监测流体的压力和温度变化，可以推断出地下水合物的渗透率。
这种方法通常被用作研究天然气水合物的分解和释放过程。
对于分析深海和沉积物，需要建立现场监测站或长期性能监控网络。
以上就是含水合物沉积物渗透率的测定方法，每种方法各有优缺点。
需要选择适合的方法来进行实验，以得到较精确的结果。
对于可燃冰等海上资源的开发，深入研究含水合物沉积物的渗透率是非常有必要的。
渗透率实验设计
渗透率 测定实验方案设计1 实验目的： 1.1 标准方法简介渗透率测试标准为SY/T5336-1996和SY/T5336-2006，理论基础是达西定律。
标准中包括的渗透率检测方法主要有：气体稳态轴向流测渗透率和液体稳态轴向流测渗透率。
1.2本次实验所针对的方法，研究对象 本次实验主要针对气体稳态轴向流测试渗透率 2 实验原理用加压气体（氮气）在岩心两端建立压力差，使气体在岩样中流动，当气体通过岩样的流动状态稳定后，测定岩心两端的进、出口压力p 1和p 2及在此压差下对应的流量Q 。
按下式计算渗透率值：()1222100102-⨯-=p p A L p Q K a μ 式中：K a —气测渗透率，μm 2； p 0—大气压，MPa ，Q 0—在大气压p 0下气体的体积流量，cm 3/s ； μ—气体的粘度，mPa·s; L —岩样长度，cm ； A —岩样的截面积，cm 2;p1、p2—岩样进出口压力，MPa。
3 实验方案设计3.1实验条件（1）环境因素环境温度：环境温度范围在20±5℃。
环境湿度：环境相对湿度85%以下。
环境压力（大气压）：无具体要求。
（2）实验因素注：此表根据自己所涉及的实验而定，如果确定了的数值可直接填入。
3.2实验场所的选择实验场所能够合理放置孔渗检联测仪的试验台、氮气瓶、烘箱和电脑等设备，并且环境符合：温度20±5℃，相对湿度85%以下，其它无特殊要求。
3.3实验仪器与试剂设备和用品有：烘箱、干燥器皿、氮气气瓶、孔渗联测仪、电脑、书写用品、手套等。
3.4样品的制备钻取直径为Φ25mm，长度为25～80mm的岩样，再按照SY/T 5336-2006要求进行洗油、烘干。
3.5样品的选择钻取的岩样经过洗油、烘干后，选取岩样规则，两端面平整且与岩样轴向垂直，即可进行渗透率测试。
3.6实验步骤（1）仪器检漏，检测各接头与阀门及管线、岩心夹持器是否泄漏，具体检测方法详见化验中心《渗透率作业指导书》。
渗透率
kA
h L
v
k
h1 h 2 L
k
h L
式中； Q ——总流量； A ——截面积； v——渗流速度，可以理解为单 位时间内单位截面积的注入量（cm/s）； △h——相对于某个基准面压力计 的液面高差（cm）； k——比例常数，也叫介质的渗流 系数（cm2）。
在该项实验中，其边界条件如下：
1. 水平线性稳定渗流
从达西定律一般表达式推导，Z1=Z2（水平），代入一般表达式
Q KA Pr KA P1 P2 g Z 1 Z 2
L
L
Q
KA ( p 1 p 2 )
L
水平线性稳定渗流的达西定 律的基本表达式
从达西定律的微分形式推导， Z1=Z2（水平），代入达西定律微
1）渗流的液体是均质的、不可压缩的水，水的粘度不变， 因此没有考虑粘度对渗流规律的影响； 2）均质砂柱由极细小的细砂组成，具微小的连通孔隙通道， (达西改变砂子类型，实际上仅改变了k的大小)； 3）渗流速度较小，且变化不大；
4）试验装置始终保持在垂直条件下；
之后，曾有他人在改变边界条件4 （即将实验装置摆放成各种角度的倾 斜位置）重复进行达西实验，结果发 现不管装置倾斜程度如何，只要测验 管水头差（h1-h2）相同，则流量相同
Q 2 rh
K
dp dr
平面径向渗流的达西定 律的基本表达式
参数的物理含义
2 Kh ( p e p w )
Q
ln( re rw )
式中： h——地层厚度（m）；
p e ——外边界压力（Pa）；
pw
——内边界压力（m）；
re ——外边界半径（m）；
森林土壤渗透率的测定_概述说明以及解释
森林土壤渗透率的测定概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在生态学领域，森林土壤的渗透率是一个重要的参数，它反映了土壤对水分的传导能力。
渗透率是指单位时间内单位面积的水量通过土壤纵向渗流时所需的压力差，通俗来说就是土壤中水分下渗的速度和能力。
研究森林土壤渗透率对于深入了解森林生态系统的水循环过程、水资源管理以及应对气候变化等具有重要意义。
1.2 文章结构本文将从引言、森林土壤渗透率测定方法介绍、森林土壤渗透率概述说明以及解释测定方法和结果分析等几个方面进行讨论。
首先，在引言部分，我们将阐述研究背景和目的，并简要介绍本文结构组织。
其次，在第二部分，我们将详细介绍森林土壤渗透率的定义及其重要性，并列举常用的测定方法。
随后，在第三部分，我们将说明森林土壤渗透率测定的实际意义以及与森林生态之间的关系，并回顾现有研究进展。
接下来，在第四部分，我们将解释不同的森林土壤渗透率测定方法，并对结果进行分析和解读，同时探讨环境条件对结果的影响。
最后，在第五部分，我们将总结文章的重点内容，并展望未来研究方向和应用前景。
1.3 目的本文旨在全面介绍和解释森林土壤渗透率的测定方法以及其实际意义。
通过对不同测定方法的比较和结果分析，我们将更加深入地了解森林土壤渗透率与水循环、生态系统关系等领域的相关性。
同时，该文章还将为未来的研究提供参考和展望，并为管理者在水资源管理和气候变化应对等方面提供决策支持。
2. 森林土壤渗透率的测定2.1 渗透率的定义及重要性森林土壤渗透率是指水分通过土壤孔隙的速度和能力。
渗透率不仅是评估土壤水分特性和水文循环的重要指标，也是了解森林生态系统功能的关键因素之一。
渗透率对森林生态系统具有重要影响。
首先，它直接决定了土壤水分在根系可达深度的供应情况，从而影响森林植被的生长和发育。
其次，渗透率还与土壤雨滴破坏、侵蚀以及径流产生等过程密切相关。
此外，渗透率还对维持土壤中微生物活性、气候调节和保持地下水资源等方面起着重要作用。
渗透和渗透率
确定目标市场： 通过渗透率数据 了解潜在客户群 体，确定营销策 略的目标市场。
制定营销计划： 根据渗透率数据， 制定更有针对性 的营销计划，提 高营销效果。
优化产品定位： 通过渗透率数据， 了解潜在客户的 需求和偏好，优 化产品定位和功 能设计。
评估营销效果： 通过渗透率数据 的变化，评估营 销策略的效果和 价值，不断优化 和调整营销策略。
渗透在自然界和工程领域中都有广泛应用，如水文学、环境科学、石油工程等。
物质性质：不同 物质对渗透率的 贡献不同
温度：温度对渗 透率和物质性质 有影响
压力：压力对渗 透率和物质性质 有影响
浓度差：浓度差 是影响渗透率的 因素之一
定义：计算渗透率的公式 公式：渗透率 = (孔隙度 × 含水饱和度) / (孔隙度 × 含水饱和度 + 含油饱和度) 影响因素：孔隙度、含水饱和度、含油饱和度等 应用范围：适用于油藏工程和采油工程
确定产品开发方向：通过市场渗透 率了解市场需求和竞争情况，确定 产品开发方向和定位。
制定营销策略：根据市场渗透率制 定有针对性的营销策略，提高产品 的知名度和销售量。
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优化产品设计：根据目标用户的需 求和习惯，优化产品设计，提高产 品的市场渗透率。
监测市场变化：通过市场渗透率监 测市场变化和竞争态势，及时调整 产品策略和营销策略。
定义：单位时 间内通过某一 截面的溶质或 流体的量与该 截面面积之比
单位：通常以 平方米每秒或 立方米每小时
等表示
影响因素：孔 隙度、孔径、
润湿性等
应用：在石油、 天然气、水文 等领域中用于 描述流体在多 孔介质中的流 动特性
渗透率测定和计算
严谨治学见贤思齐授课章节第二章第六节授课方式理论课 实践课□理实课□其他□授课时间第8周第1,2节授课内容储层岩石渗透率的测定和计算计划课时2课时教学目标与要求知识目标：①掌握水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法；②掌握渗透率的计算方法；能力目标：能够区分三个不同方向的渗透率。
素质目标：能够掌握参数计算的基本技能。
教学重点与难点重点：水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法及渗透率的计算方法。
难点：水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法。
处理方法：利用多媒体展示一些关于油层物理的图片。
教学资源教材、教案、PPT、参考书教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配导课讨论/PPT 5’室内测定岩石的渗透率讲授/PPT 35’渗透率的计算方法讲授/PPT 35’总结讨论15’作业/技能训练P116—10；P116—13 教学评估教学设计导课：通过回顾岩石渗透率的定义及性质引出本堂课的内容一、室内测定岩石的渗透率1.常规小岩心渗透率的测定前面对这部分内容已经讲过，在这用提问的方法或者讨论的方法回顾一下这部分内容，同时导出全直径岩心渗透率的测定2.全直径岩心渗透率的测定首先介绍全直径岩心渗透率是对非均质地层来讲的，然后说明对于全直径岩心可以分别测定出同一岩样的水平渗透率、垂向渗透率和径向渗透率。
1）水平渗透率的测定（结合a图讲解原理）2）垂向渗透率的测定（结合b图讲解原理）3）径向渗透率的测定（结合下图讲解原理）四、平均渗透率的计算方法首先解释为什么要算平均渗透率，然后导出下面的计算方法。
1. 算术平均 2. 加权平均3. 其他计算平均渗透率的方法4. 补充方法：利用等效渗流阻力原理计算平均渗透率 五、总结重点：水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法及渗透率的计算方法二、应用测井资料估算岩石渗透率 三、按孔隙度和孔道半径计算岩石的渗透率这两部分内容重点讲清楚在什么情况下需要用到这两种方法来测渗透率，不用详细导公式课后小 结。
混凝土渗透率测定原理
混凝土渗透率测定原理一、引言混凝土作为一种常见的建筑材料，其渗透性能对工程建设的质量和寿命至关重要。
因此，混凝土的渗透率测定成为了建筑行业的一项必要工作。
本文将介绍混凝土渗透率测定的原理。
二、混凝土渗透率的定义混凝土渗透率是指水分通过混凝土的速度与混凝土厚度之比。
渗透率越大，混凝土的渗透性能越差。
三、测定混凝土渗透率的方法目前，测定混凝土渗透率的方法主要有以下几种：1. 饱和渗透法2. 平板渗透法3. 利用伏安法测定混凝土电阻率4. 利用压力法测定混凝土孔隙率其中，饱和渗透法和平板渗透法是应用最广泛的两种方法。
四、饱和渗透法原理饱和渗透法是指将混凝土试件浸泡在水中，通过试件内的毛细孔道向外输液，从而测定渗透率的方法。
具体操作步骤如下：1. 制作混凝土试件2. 将试件放入水中进行浸泡，直至试件内部饱和3. 将试件放入渗透仪中，加压使水从试件中流出4. 通过渗透仪中的计量器，测定水的流量5. 计算渗透率饱和渗透法的原理是利用混凝土试件内部的毛细孔道向外输液。
由于混凝土的孔隙大小和分布不均匀，因此其渗透率也不同。
此外，渗透率还受到混凝土的密实度、孔隙率、孔隙分布等因素的影响。
五、平板渗透法原理平板渗透法是指将混凝土试件放置在一定高度的水中，测定水从试件表面渗透进入混凝土的速度，从而计算渗透率的方法。
具体操作步骤如下：1. 制作混凝土试件2. 将试件放置在一定高度的水中3. 通过试件表面渗透的水量和时间的测量，计算渗透率平板渗透法的原理是利用水在混凝土表面的渗透速度来计算渗透率。
由于混凝土的密实度、孔隙率、孔隙分布等因素的影响，其渗透率也不同。
六、总结饱和渗透法和平板渗透法是目前应用最广泛的两种测定混凝土渗透率的方法。
饱和渗透法通过试件内的毛细孔道向外输液，计算渗透率。
平板渗透法则是通过水在混凝土表面的渗透速度来计算渗透率。
无论是哪种方法，都需要考虑混凝土的密实度、孔隙率、孔隙分布等因素的影响。
对于建筑行业来说，测定混凝土渗透率可以有效地评估混凝土的质量和寿命，从而保证工程建设的质量和安全。
孔隙度及渗透率测量方法
4.1.1储层的概念
在自然界中，并非所有的岩石均能储存油、气。在石油地质学中， 把能够储存油气并能使油气在一定压差条件下流动的岩石称为储层。
根据上述定义可知，储层必须具备两个条件：即孔隙性和渗透性。
二者作为储层的充分必要条件，缺一不可。如页岩就很难作为储层。
油气注入
岩性 孔隙性
骨架性质 油气储集能力
3)微毛细管孔隙：孔隙直径小于0.0002mm，裂缝宽度小于0.0001mm者。在 此类孔隙中，流体与周围介质分子之间的引力往往很大，要使流体移动需要 非常高的压力梯度，这在油层条件下一般是达不到的。因此，实际上液体是 不能沿微毛细管孔隙移动的。泥页岩中的孔隙一般属于此类型。
4.2.3有效孔隙度
因此，从实用的角度出发，只有那些彼此连通的超毛细管 孔隙和毛细管孔隙才是有效的油气储集空间，即有效孔隙。因 为它们不仅能储存油气，而且可以允许油气渗滤；而那些孤立 的互不连通的孔隙和微毛细管孔隙，即使其中储存有油和气， 在现代工艺条件下，也不能开采出来，所以这些孔隙是没有什 么实际意义的。为了研究孔隙对油、气储存的有效性，在生产 实践中，人们又提出有效孔隙度(率)的概念。
Φt=VP/VT×100%
VG
VT
VT=VP+VG
VP
岩石
岩石体积模型
总孔隙度的概念模型
孔隙度反映储集层储集流体的能力。储集岩的总孔隙度越大，说明
岩石中孔隙空间越多，但是它不能说明流体是否能在其中流动。岩石中 不同大小的孔隙对流体的储存和所起的作用是完全不同的。
4.2.2按孔隙大小(孔径或裂缝的宽度)的孔隙分类 根据岩石中孔隙大小及其对流体作用的不同，可将孔隙划分为
m1 VT
注意：岩样密度测量方法采用封蜡排液法。
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渗透率及其测定
渗透率：
英文：intrinsic permeability
释文：压力梯度为1时,动力黏滞系数为l的液体在介质中的渗透速度。
量纲为[[L2]。
是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。
其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率（k）用来表示渗透性的大小。
在一定压差下,岩石允许流体通过的性质称为渗透性；在一定压差下，岩石允许流体通过的能力叫渗透率。
分类：
油藏空气渗透率/(m D) 气藏空气渗透率/(m D)
特高≥1 000 ≥500
高≥500～＜1 000 ≥100～＜500
中≥50～＜500 ≥10～＜100
低≥5～＜50 ≥1.0～＜10
特低＜5 ＜1.0
绝对渗透率
用空气测定的介质渗透率叫绝对渗透率，也叫空气渗透率。
它反映介质的物理性质。
有效渗透率（相渗透率）
英文：Effective permeability
释文：在非饱和水流运动条件下的多孔介质的渗透率。
多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率，又叫相渗透率。
相对渗透率
多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的相渗透率与该介质的绝对渗透率的比值叫相对渗透率，用百分数表示。
孔隙渗透率是单根孔隙的渗透率,地层渗透率是孔隙渗透率折算到整个地层截面积之上的渗透率。
孔隙渗透率通常很大,但地层渗透率却不大。
地层渗透率是岩石孔隙特性的综合反映。
孔隙半径、孔隙密度和孔喉比对地层渗透率均产生影响。
孔喉比对渗透率的影响很大,喉道大小是制约渗透率的重要因素。
压汞仪是测定岩心孔径分布及计算渗透率等参数最便捷有效的工具。
从压汞仪软件上可以直接得到以下数据：
•累积孔体积－压力或孔直径曲线
•累积比表面积－压力或孔直径曲线
•微分的孔体积－压力或孔直径曲线
•孔分数－压力或孔直径：孔径分布图
•颗粒大小分布（MS和SS理论）
•孔曲率
•渗透率
•孔喉比
•分形维数（表面粗糙度的指标）
还可以计算得出以下孔隙结构特征参数：
为了对不同类型的岩心的孔隙结构进行定量分析，根据恒速压汞实验结果，结合国内外近十年来恒速压汞的应用成果，我们对相关孔隙结构特征参数的定义如下。
2.2.1平均喉道(throat)半径:
设喉道半径为r i的每一喉道的分布频率为f i,则每一喉道半径归一化的分布频率密度αi，
(2-1) 平均喉道半径为：
(2-2)
2.2.2平均孔隙(pore)半径
定义为孔隙半径加权平均值。
设孔隙半径为r i的每一孔隙的分布频率为f i,则每一孔隙半径归一化的分布频率密度βi，
(2-3) 平均孔隙半径为：
(2-4)
2.2.3孔喉半径比平均值
定义为孔隙/喉道半径比的加权平均值。
设孔隙/喉道半径比为ηi的分布频率为
f i,则每一孔隙/喉道半径比的归一化分布频率密度γi，
(2-5) 平均孔隙/喉道半径比为：
(2-6)
2.2.4平均毛管(tube)半径
建立在毛管束模型基础之上。
任一毛管孔道r i的体积V i与所有毛管孔道体积和V p的比值相当于该毛管孔道在总毛管系统中的饱和度。
(2-7)
(2-8)
2.2.5 喉道半径方均根值：
(2-9)
2.2.6 单个喉道对渗透率的贡献率
在泊谡叶公式的基础上，推导出单根喉道对整个岩心的贡献率公式：
(2-10)
式中Si的定义见（2-7）。
比较（2-9）得：
(2-11)
2.2.7主流喉道半径
采用喉道对渗透率累积贡献率达80%以前喉道半径的加权平均值，因为对于低渗透油藏，有效渗流能力随驱替动力增加而增加，只有当驱替动力达到一定值时，有效渗流能力趋于稳定。
其转折点处的压力梯度很大，油藏开发时不可能达到如此大的压力梯度。
因此取渗透率贡献率达到80%时喉道的加权平均值。
主流喉道半径R M定义如下：
(2-12)
（2-13）
2.2.8主流喉道半径下限
为喉道对渗透率累积贡献率达80%时的喉道半径。
(2-14)
2.2.9微观均质系数a
定义为各喉道半径对最大喉道半径的总偏离度。
a值越大，组成样品的喉道半径越接近最大喉道半径，样品的喉道分布越均匀。
(2-15)
2.2.10分选系数
也叫标准偏差，是喉道半径的方差。
反映喉道的分选程度，分选越好，其数值越小。
δ为分选系数：
(2-16)
美国康塔仪器公司是连续扫描法全自动压汞仪的发明者，目前提供的2005年最新款式，是孔分析范围最宽的，汞蒸汽防护最完善并唯一具有液压油循环过滤系统的压汞仪。
其GT系列是唯一具有高压开启/关闭助力系统的仪器。
他们也是唯一提供中文说明书和完善的售后服务的公司。
与其它公司产品相比：康塔仪器的PoreMaster 33具有以下鲜明特点：
1．扫描范围宽：从1mm-6nm
2．做样速度快：自动扫描是该公司发明的
3．汞安全防护措施好：具有防止汞蒸汽挥发的冷阱装置
4．运行成本低：具有液压油循环过滤系统，节约了运行成本，节约了废油处置费用
5．自动化程度高：高压站自动排除系统内空气，无需手动判断排气
6．样品体积分辨率高：使用2种管颈规格的样品管即可满足全范围工作需要，减少了实验失败的次数。
7．准确度高：因为不需要再样品管上镀膜，所以可以施加较大的电场，提高灵敏度；也不会产生因镀膜划上，导电系数改变而使结果失真。
8．具有中压传感器：可以准确测量0.1 -10微米的孔径。
（其它仪器不具备）
9．两个低压站独立：可以及时供给高压仓样品进行实验，而不需要更多的低压站。
汞蒸汽防护装置——低温冷阱:
压汞仪最重要的是考虑汞在使用中的安全性。
汞的接触途径有两种：1。
直接触及汞滴；2。
吸入挥发的汞蒸汽。
对于汞滴的防护，一般仪器都设有汞阱，自动回收多余汞或溢出汞滴。
对于高压下的操作，均为液压油密封操作。
但对真空状态下的汞挥发，只有康塔公司的PoreMaster系列采取了有效防护。
康塔公司简单实用的附加的冷阱，可以去除汞蒸汽，汞蒸汽将被冷凝在冷阱中玻璃管内壁。
长时间使用后，可观察到在玻璃管进口内壁有一层灰色膜，而出口则无膜附着沉淀。
如果无冷阱，同样的汞蒸汽将进入真空泵，污染泵油。
无论分成几个真空隔室，都会存在汞蒸汽。
冷阱是去除汞蒸汽唯一之路。
另外，康塔公司还能提供强排风装置，以去除环境中可能的汞蒸汽。
安全性是压汞仪使用中最需要考虑的重要方面。
康塔公司仪器除了
具有能清除管路中汞蒸汽的冷阱外，现在还推荐一款实验室环境中
汞蒸汽强力吸附过滤清楚装置（如图）。
这是康塔应用实验室中装备
的，它使得压汞仪能像普通仪器一样置于仪器室中。
原理：因为汞
蒸汽比重大，沉于接近地面的空间，该滤器接于压汞仪后面板，上
部具有强力排风装置，使得压汞仪周边空气被吸入过滤器过滤。
所以，推荐使用美国康塔仪器公司（Quantachrome）的PoreMaster 33产品测定孔隙率等参数。