压汞参数及意义
压汞参数及意义
最大孔喉半径Rd：在毛管压力曲线上表现为沿毛管曲线的拐点作切线与孔隙吼道半径轴相交点的值。
有地方写成Rc10。
饱和中值半径Rc50：指含水饱和度50％时所对应的孔隙吼道半径值，在正态分布中为频率曲线的对称点。
排驱压力Pd：指非润湿相驱替润湿相而进入岩石孔隙吼道时所需施加的最小压力。
有地方写成Pc10。
Pc50：指含水饱和度50％时所施加的压力。
束缚水饱和度Smin：注入压力急剧增加，而湿相饱和度不在减小的值。
分选Sp：为反映孔隙分布集中程度的参数，它是描述以均值μ为中心的散布程度，也叫标准差（σ）。
均值μ：表示孔喉的平均大小。
歪度Skp：描述实际曲线不对称性的参数，有地方写成Sk。
偏度Sk：是分布特征参数之一，它是分布不对称的测度，有地方称歪度SKp。
表示孔隙分布相对于平均值来说偏于大孔或偏于小孔。
变异系数C：消除平均值对标准差σ的影响后的参数。
φ函数：φ是一个用于研究孔隙结构的函数。
迂曲度λ：为连通长度与岩样长度之比，反映流体在孔隙中流动路径的曲折程度。
退汞效率We：反映孔隙吼道分布的均匀程度，反映孔隙结构非均质性对采收率影响的主要参数之一。
尖度Kp：是峰度程度的量度，也称峰态。
即孔喉频率分布中两个尾部展幅的比值。
压汞仪
3. 高压操作
3.1 安装膨胀节
注意：两个高压头 内必须皆有样品。
3.2 高压微机操作
选高压头内样品文件； 输入“膨胀节+样品+汞”重量 ； 旋紧高压头有机玻璃腔 ；
点击OK，开始高压测试。
注意：高压测试时 人不得离开，以防 意外。
4. 数据导出
Export→→文件夹。
5. 清洗
压汞法简介
压汞仪，其基本原理是压汞法。汞是液态金属，它不仅具有导电性能， 而且水银对固体表面具有不可润湿性，只有在压力的作用下，水银才能挤 入多孔材料的孔隙中，孔径越小，所需要的压力就越大。孔径r与压力P成反 比。测样品的比表面积和孔隙率的大小均与注入汞的体积有关。正因为这 些特性，在压汞过程中，随着压力的升高，汞被压至样品的孔隙中，所产 生的电信号通过传感器输入计算机进行数据处理，模拟出相关图谱，从而 计算出孔隙率及比表面积数据。
9420 型压汞仪，测试孔径范围3nm～360μm。
压汞法和氮吸附法的对比
压汞法不仅可测得大孔的比表面积，而且还可以测样品的孔隙率及孔径 分布情况，操作简单、迅速；而氮吸附法可给出中微孔的比表面积及孔径分 布，但仪器的平衡时间较长，测试时间较长（>5h) Poremaster33理论上测定的孔径为6． 4nm～426um， 实际上，对纳米级 孔的测定是不准确的，因为在高压下，许多都会变形甚至压塌，致使结果偏 离理论值。与压汞法相反，氮吸附法可测中微孔，而对大孔的测定会产生较 大的误差。与汞能形成汞齐的材料不能用压汞法分析。如金、银、钾、钠、 锌等），溶解以后便组成了汞和这些金属的合金。 参考文献：田英姿,田克复.用压汞法和氮吸附法测定孔径分布及比表面积. 华南理工大学造纸和环境工程学院
压汞曲线参数说明
压汞曲线参数说明1、 汞饱和中值压力：是指在50P %50=Hg S 时相应的注入曲线的毛细管压力。
这个数值是反应孔隙中存在油、水两相时，用以衡量油的产能大小。
一般来说，排驱压力越小，也越低。
越大，则表明岩石致密程度越高（偏向于细歪度），虽然仍能出油，但生产能力很小；越小，则表明岩石（对油的）渗滤性能越好，具有高的生产能力。
d P 50P 50P 50P 2、 中值孔隙半径：饱和度中值压力对应的孔隙半径。
该数值反应了总的孔隙喉道大小受到岩石的物理、化学成因及随后的任何变化的影响。
50R 50P 5050/735.0P R =3、 排驱压力和最大孔隙半径：是指孔隙系统中最大的连通孔隙的毛细管压力。
即沿毛细管压力曲线的平坦部分做切线与纵轴相交就是值，与值相对应的就是最大连通孔隙喉道半径。
排驱压力是划分岩石储集性能好坏的主要标注之一。
因为它既反映了岩石的孔隙吼道的集中程度，同时又反映了这种集中的孔隙吼道的大小。
（本油田采用：若，则拐点i-1即为该岩样的排驱压力，对应孔隙半径为最大孔隙半径）。
d P max R d P d P max R %11≥−−Hgi Hgi S S d P max R d P R /735.0max =4、 平均孔隙半径R ： HGin i HGi i S S R R ∑==12 5、 孔隙分布峰位和孔隙分布峰值：Rv Rm 即孔隙大小分布曲线上最高峰相对应的孔隙半径为孔隙分布峰位，其孔隙大小分布最高峰之峰值为孔径分布峰值。
Rv Rm 6、 渗透率分布峰位和渗透率分布峰值：Rf Fm 即渗透率分布曲线上最高峰相对应的孔隙半径为渗透率分布峰位，其渗透率贡献最高值为渗透率分布峰值。
Rf Fm7、 孔隙吼道半径的ψ值：2ln /500ln 2log i i R D =−=ψ ——第i 点的孔隙吼道直径（i D m μ）； ——第i 点孔隙吼道半径（i R m μ）。
8、 分选系数（或称标准偏差）Sp ：这是样品中孔隙吼道大小标准差的量度，它直接反应了孔隙吼道分布的集中程度。
运用压汞法描述孔隙结构
目
CONTENCT
录
• 引言 • 孔隙结构基本概念 • 压汞法实验原理及设备 • 数据处理与分析方法 • 不同类型材料孔隙结构特征分析 • 压汞法在工业应用中的案例分析 • 总结与展望
01
引言
目的和背景
描述孔隙结构
压汞法是一种常用的实验手段，用于描述岩石、土 壤等多孔介质的孔隙结构特征。
实验步骤
样品准备、真空处理、压汞实验、数据收集与处理。
适用范围
适用于多种多孔介质，如岩石、土壤、陶瓷等。
02
孔隙结构基本概念
孔隙定义与分类
孔隙定义
孔隙是指材料中未被固体颗粒占据的空间，包括颗粒间的空隙和 颗粒内部的孔洞。
孔隙分类
根据孔隙的大小、形状和连通性，孔隙可分为微孔、中孔和大孔三 类。微孔直径小于2nm，中孔直径在2-50nm之间，大孔直径大于 50nm。
数据预处理
80%
数据清洗
去除异常值、重复值和缺失值， 保证数据质量。
100%
数据转换
将原始数据转换为适合后续分析 的数据格式，如将压汞数据转换 为孔隙半径和进汞量的关系数据 。
80%
数据标准化
对数据进行标准化处理，消除量 纲影响，便于后续计算。
孔隙度计算
02
01
03
孔隙体积计算
根据压汞数据和样品体积，计算孔隙体积。
油气藏开发方案优化
利用压汞法分析油气藏的孔隙结构，为开发方案 的制定和优化提供重要依据，提高采收率。
3
油田注水效果评价
通过压汞法研究注水前后岩石孔隙结构的变化， 评价注水效果，指导油田注水开发。
地质工程应用案例
工程地质评价
01
压汞公式表(新)
附录：参数意义、公式1. P d 排驱压力(MPa)： 指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力，也就是非润湿相刚开始进入岩样的压力。
2. r max 最大孔喉半径(μm)： 压力为排驱压力时非润湿相进入岩石的孔喉半径为最大孔喉半径，与P d 一起是表示岩石渗透性好坏的重要参数。
3. P 50 饱和度中值压力(MPa)： 非润湿相饱和度50%时相应的毛管压力为P 50，它越小反映岩石渗滤性越好，产能越高。
4. r 50 孔喉半径中值(μm)： 非润湿相饱和度为50%时相应的孔喉半径为r 50，它可近似地代表样品的平均孔喉半径。
5. r 孔喉半径平均值(μm)： 它是表示岩石平均孔喉半径大小的参数。
采用半径对汞饱和度的权衡求出。
6. α 均质系数： 均质系数表征储油岩石孔隙介质中每一个孔喉(ri)与最大孔喉半径的偏离程度，α在0～1之间变化，α愈大，孔喉分布愈均匀。
7. F 岩性系数： 它是岩样实测渗透率与计算渗透率之比，反映喉道的迂曲情况。
8. Smax 最大汞饱和度（%）： 实验最高压力时的累计汞饱和度%。
9. We 退汞效率（%）： 在限定的压力范围内，从最大注入压力降到起始压力时，从岩样内退出的水银体积与降压前注入的水银总体积的百分数。
它反映了非湿相毛细管效应采收率。
10. φp 结构系数： 它表征了真实岩石孔隙特征与假想的长度相等、粗细不同的圆柱形平行毛管束模型之间的差别，它的数值是影响这种差别的各种综合因素的度量。
11. 1/Dr φp 特征结构系数： 它是相对分选系数Dr 与结构系数φp 乘积的倒数，既反映孔喉分选程度，又反映孔喉连通程度，此值愈小，岩样孔隙结构愈差。
12. S KP 偏态（又称歪度）： 表示孔喉大小分布对称性的参数，当S KP =0时为对称分布；S KP >0时为正偏（粗歪度）；S KP <0时为负偏（细歪度）。
13. K P 峰态： 表示孔喉分布频率曲线陡峭程度的参数，当S KP =1时为正态分布曲线；S KP >1时为高尖峰曲线；S KP <1时为缓峰或双峰曲线。
压汞原理简介-石油行业定义
2.2 孔隙结构特征参数的定义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。
恒速压汞、核磁、启动压力
1、微观孔隙结构特征对比利用恒速压汞仪，分别测试了东16扶杨油层的一块岩样和树322区块的一块岩样。
（1）恒速压汞试验原理恒速压汞的实验原理简述如下：恒速压汞以非常低的速度进汞，其进汞速度为0.000001mL/s，如此低的进汞速度保证了准静态进汞过程的发生。
在此过程中，界面张力与接触角保持不变；进汞前缘所经历的每一个孔隙形状的变化，都会引起弯月面形状的改变，从而引起系统毛管压力的改变。
其过程如下图所示，左图为孔隙群落以及汞前缘突破每个结构的示意图，右图为相应的压力变化。
当进汞前缘进入到主孔喉1时，压力逐渐上升，突破后，压力突然下降，如右图第一个压力降落O(1)，之后汞将逐渐将这第一个孔室填满并进入下一个次级孔喉，产生第二个次级压力降落O(2)，以下渐次将主孔喉所控制的所有次级孔室填满。
直至压力上升到主孔喉处的压力值，为一个完整的孔隙单元。
主孔喉半径由突破点的压力确定，孔隙的大小由进汞体积确定。
这样孔喉的大小以及数量在进汞压力曲线上得到明确的反映。
图1-4 恒速压汞测试原理图实验采用美国Coretest公司制造的ASPE730恒速压汞仪。
进汞压力0-1000psi （约7MPa）。
进汞速度0.000001ml/s。
接触角140º，界面张力485达因/厘米。
样品外观体积约1.5cm3。
（2）恒速压汞测试与分析表1-3、图1-5～图1-12给出了榆树林两个特低渗透岩样的数据测试结果。
图1-5 样品孔道半径分布情况图图1-6 样品喉道半径分布情况图图1-7 样品喉道半径累积分布图图1-8 样品单一喉道对渗透率的贡献率图0200400600800100012005020035050065080095011001250孔喉半径比频率（个数）图1-9 树322区块一样品孔喉半径比分布200400600800100012001400160035140245350455560665770孔喉半径比频率（个数）图1-10 东16区块一样品孔喉半径比分布1101001000102030405060708090100Sw (%PV)毛管压力 (p s i a )图1-11 树322区块一样品毛管压力曲线0.11101001000102030405060708090100Sw (%PV)毛管压力 (p s i a )图1-12 东16区块一样品毛管压力曲线表1-3 所测试特低渗透岩样数据从图表中数据分析可知，东16和树322两区块的孔道半径分布比较接近，东16区块略大，而喉道分布相差很大。
混凝土密封性能测试方法
混凝土密封性能测试方法一、背景介绍混凝土密封性能是指混凝土的抗渗透能力，即混凝土内部抵抗水分渗透的能力。
混凝土密封性能的好坏直接影响着混凝土的使用寿命和耐久性。
因此，测试混凝土的密封性能，对于保障工程质量和延长使用寿命具有重要意义。
二、测试方法1.压汞法压汞法是一种常用的测试混凝土密封性能的方法。
其原理是利用压缩气体将汞压入混凝土中，测量汞的体积变化，从而计算出混凝土的孔隙率和孔径分布。
压汞法的优点是测试精度高，适用于不同孔径的混凝土密封性能测试。
2.负压法负压法是一种在真空状态下测试混凝土密封性能的方法。
其原理是将混凝土样品置于真空室中，通过降低压力，观测混凝土表面的气泡数量和大小，从而评估混凝土的密封性能。
负压法的优点是测试速度快，适用于大批量的混凝土样品测试。
3.电阻法电阻法是一种利用混凝土对电流的阻抗特性测试混凝土密封性能的方法。
其原理是利用电极将电流引入混凝土中，测量混凝土阻抗的变化，从而评估混凝土的密封性能。
电阻法的优点是测试费用低，操作简便，适用于现场测试和大面积混凝土结构的测试。
4.气泡法气泡法是一种利用饱和的气体在混凝土中产生气泡的方法测试混凝土密封性能的方法。
其原理是将气体注入混凝土中，观察气泡的形成和扩散情况，从而评估混凝土的密封性能。
气泡法的优点是测试速度快，适用于大批量的混凝土样品测试。
三、测试步骤1.准备样品按照要求制作混凝土样品，尺寸应符合测试标准。
样品的处理和贮存应符合规定，以保证测试结果的准确性。
2.测试仪器选择合适的测试仪器，根据测试要求设置测试参数。
3.测试操作按照测试方法的要求进行测试，注意测试过程中的安全问题。
根据测试结果，判断混凝土的密封性能是否符合要求，如有不足，进行相应的处理。
4.测试结果根据测试结果，生成测试报告，报告中应包含样品的基本信息、测试方法、测试结果等内容。
四、注意事项1.测试过程中应注意安全，避免对环境和人员造成伤害。
2.测试仪器应经过校准和检验，确保测试结果的准确性。
压汞仪实验指导书
压汞仪实验指导书1. 实验目的：混凝土是由粗骨料、细骨料、水泥水化颗粒、未水化水泥颗粒、孔隙和裂纹等不同组分组成的水泥基复合材料，是一种多孔的、在各尺度上多相的非均质复杂体系。
孔结构对混凝土的渗透性和强度等宏观性能有重要影响。
压汞法（mercuryintrutionporosimetry ）测孔是研究水泥基复合材料孔结构参数(如孔隙率、孔径尺寸和孔径分布)的一种广泛应用的方法，成功应用于许多关于硬化水泥浆和水泥砂浆体的研究，并取得了大量的成果，促进了混凝土材料科学的进步。
本实验的目的是了解压汞仪工作原理；掌握压汞仪操作；并学会分析所测孔结构数据。
2压汞仪工作原理：通过加压使汞进入固体中，进入固体孔中的孔体积增量所需的能量等于外力所做的功，即等于处于相同热力学条件下的汞-固界面下的表面自由能。
而之所以选择水银作为试验液体，是根据固体界面行为的研究结论，当接触角大于90度时，固体不会被液体润湿。
同时研究得知，水银的接触角是117度，故除非提供外加压力，否则混凝土不会被水银润湿，不会发生毛细管渗透现象。
因此要把水银压入毛细孔，必须对水银施加一定的压力克服毛细孔的阻力。
通过试验得到一系列压力p 和得到相对应的水银浸入体积V ，提供了孔尺寸分布计算的基本数据，采用圆柱孔模型，根据压力与电容的变化关系计算孔体积及比表面积，依据华西堡方程计算孔径分布。
压汞试验得到的比较直接的结果是不同孔径范围所对应的孔隙量，进一步计算得到总孔隙率、临界孔径（临界孔径对应于汞体积屈服的末端点压力。
其理论基础为，材料由不同尺寸的孔隙组成，较大的孔隙之间由较小的孔隙连通，临界孔是能将较大的孔隙连通起来的各孔的最大孔级。
根据临界孔径的概念，该表征参数可反映孔隙的连通性和渗透路径的曲折性）、平均孔径、最可几孔径(即出现几率最大的孔径)及孔结构参数等。
图1 毛细孔中汞受力情况若欲使毛细孔中的汞保持一平衡位置，必须使外界所施加的总压力P 同毛细孔中水银的表面张力产生的阻力P 1相等，根据平衡条件，可得公式; 2P 2cos s r p P r ππσθ==-22cos r p r ππσθ=-只有当施加的外力P ≥ Ps 时，水银才可进入毛细孔，从而得到施加压力和孔径之间的关系式，即Washburn 公式:3实验用原材料、仪器及操作步骤和注意事项：美国产PoreMaster-33全自动压汞仪，天平，脱脂棉，镊子，汞，液氮，硫磺，酒精 美国产PoreMaster-33全自动压汞仪主要技术指标：孔分布测定范围孔直径为微米；从真空到33000psia 可连续或步进加压。
压汞实验结果数据处理说明
Porowin 安装及使用说明1、直接双击执行文件setup.exe，选择安装目录。
2、安装完毕后会跳出一个Calibration窗口，提示插入软盘，这是用于安装仪器测试参数，和数据处理无关，按取消。
3、安装完毕后，打开Poromaster for windows，点击主菜单options，再击tabulardata options,将print one out of every 10 data point，改为1。
（很重要，不然数据点很少）4、直接打开测量文件，显示的是原始测量（孔径/累计孔体积）曲线。
按鼠标右键，选择相应目录即可得到所需曲线或数据。
5、常用目录：（1） 绘孔径分布图Graphics Plots-----Pore Size Distribution ----- -dv/dlogR------ -dv/dlogR VS. poresize(2)导出数据Tables----Pore Size Distribation----by V olume----Intrusion，单击鼠标右键，save as,另存为文本文件。
数据处理参见“数据处理说明”文件。
可以自己绘制曲线。
(3)孔隙率数据Tables----Porosity----Porosity Summary，同上操作，另存为文本文件。
孔隙率应看total porosity数据，其它的Total interparticle porosity（粒子间孔隙率）和Total intraparticle porosity（粒子内孔隙率）没有实际意义。
(4)孔容、比表面数据Tables----Standard Report Summary，同上操作，另存为文本文件。
6、注意：文件中经常会出现乱码现象，这是由于Windows操作系统是中文所致，你可以通过修改windows中的“区域和语言选项”，将“区域选项”改成－英语美国就可以了。
压汞实验结果数据处理说明1、带prm后缀的文件是原始文件，需要用数据处理软件Porowin打开。
压汞曲线对比结果
压汞参数对比(勘探院与大庆油田研究院结果对比)2010年7月1 压汞法原理及孔隙结构参数定义与计算压汞法以毛管束模型为基础，假设多孔介质是由直径大小不相等的毛管束组成。
汞不润湿岩石表面，是非润湿相，相对来说，岩石孔隙中的空气或汞蒸气就是润湿相。
往岩石孔隙中压注汞就是用非润湿相驱替润湿相。
当注入压力高于孔隙喉道对应的毛管压力时，汞即进入孔隙之中，此时注入压力就相当于毛细管压力，所对应的毛细管半径为孔隙喉道半径，进入孔隙中的汞体积即该喉道所连通的孔隙体积。
不断改变注入压力，就可以得到孔隙分布曲线和毛管压力曲线，其计算公式为2cos c P rσθ=（1） 式中，P c ——毛细管压力，MPa ；σ——汞与空气的界面张力，σ=480dyn/cm ； θ——汞与岩石的润湿角，θ＝140º，cos θ=0.765； r ——孔隙半径，μm 。
可得孔隙半径r 所对应的毛管压力为0.735cr P =（2）实验过程严格按照石油天然气行业标准SY/T 5346-2005《岩石毛管压力曲线的测定》执行，常见毛管压力曲线特征见图1。
C a p i l l a r y P r e s s u r e , P P o r e -T h r o a t R a d i u s ,rmax S minRP 50100MercuryWetting Phase Saturation (%)c图1 毛管压力曲线特征图定量描述孔喉大小分布定量指标主要有以下参数：排驱压力、中值压力、最大连通孔隙半径、孔隙半径中值、平均孔隙半径、半径均值、最大汞饱和度、最终剩余汞饱和度、仪器最大退出效率、分选系数、结构系数、孔隙度峰位、渗透率峰位、渗透率峰值、孔隙度峰值、歪度、相对分选系数、特征结构参数、均质系数等，其定义及计算公式如下：1. P d 排驱压力(MPa)：指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力，也就是非润湿相刚开始进入岩样的压力。