岩石气体渗透率测定

中国石油大学《油层物理》实验报告

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实验六 岩石气体渗透率测定

一、实验目的

1．巩固渗透率的概念和达西定律的应用； 2．掌握气测渗透率的原理、方法及实验流程。

二、实验原理

渗透率的大小表示多孔介质（岩心）传输流体能力的大小。粘度为1mPa·s 的液体在0.1MPa （1绝对大气压）压力作用下，通过截面积为1cm 2，长度为1cm 的岩心时，液体的流量为1cm 3/s 时，其渗透率为1μm 2。

气体在多孔介质中流动时，由气体的一维稳定渗流达西定律可得到下面公式：

002

2

122000()P Q L K A P P μ=

-

令002

2

122000;()

200

or w P Q h C Q P P μ=

=

- 则200or w C Q h L K A

=

式中 K —气体渗透率，μm 2； A —岩样截面积，cm 2；

L —岩样长度，cm ； Q or —孔板流量计常数，cm 3/s ； h w —孔板压差计高度，mm ； C —与压力有关的常数； 测出C （或P 1、P 2）、H w 、Q or 及岩样尺寸即可求出渗透率。

三．实验流程

图1 气相渗透率仪测试流程

1,3,4,7,9,10,18-阀门；2,11-压力表；5-气源；6,8-压力调节阀；12-进口；

13-岩心夹持器；14-出口；15,16,17-压力计；19-孔板流量计

四．实验操作步骤

1．用游标卡尺量出岩样的长度和直径，连同岩祥编号一同记录下来。

2．拧松岩心夹持器手轮螺杆，取出上流堵头，将岩样装入夹持器内，上紧上流堵头（不要过紧，以免将岩心顶碎），打开放空阀。

3．慢慢打开环压阀和气源阀，加入环压，使环压表指针到达1.0MPa 。 4．低渗透率测定

低渗样品需要高压力，用 C 表调节器调压，C 值由 C 表的刻度读取。 (1) 装入样品加入环压后，关闭水柱阀。将换向阀置于“低渗”，放一最大的孔板，打开样品阀，慢慢关孔板放空阀。

(2) 调节C 表调节器，在C 表上建立适当的C 值，在15~6之间最佳，同时应观察孔板压差计液面，千万不要喷出。如在C=30时，孔板水柱高度超过200mm ，则换一个较大的孔板，一直使液面高度保持在100~200mm 之间为止。

(3) 待孔板压差计液面稳定后，记下 C 、Q or ，和孔板压差计高度 h w 。 (4) 打开孔板放空阀，关闭气源阀和样品阀，打开放空阀，拧松手轮取出堵头和样品。

(5) 代入公式计算岩样渗透率。 5．中高渗透率测定

如果在最大 C(30)，最大孔板时，水柱仍超过 200mm ，说明渗透率较大，应由水银 C 调节，C 值由水银压差计读取。此时按下列步骤进行。

(1) 打开汞柱阀，选取一中等范围孔板，插入岩心出口端的胶皮管上，缓慢关闭孔板放空阀。

(2) 慢慢打开样品阀，并慢慢关闭孔板放空阀。

(3) 调节水银 C 调节器，将水银柱高度调到 60-105之间，相应的孔板压差计高度在 100-200mm 之间。如水柱高度低于 100或高于 200mm 时，则更换不同大小的孔板。

(4) 按4中的(3)，(4)，(5)进行。

若在水银柱很低（水银 C 值很大）骤同上。

五．实验数据处理

先计算岩样的横截面积A

2

2

2

3.14 2.504

4.92454

4

D

A cm

π⨯=

=

=

再代入公式分别计算三组数据的渗透率K 值

3

232

11514.2321038.53610190.572510200200 4.9245

or w C Q h L K m m A μμ--⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯

3

232

21214.2321248.53610183.541710200200 4.9245

or w C Q h L K m m A μμ--⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯

3

232

31014.2321498.536

10

183.788410200200 4.9245or w C Q h L K m m A

μμ--⨯⨯⨯=

=

⨯=⨯⨯

取平均值得

3

2

123

185.967510

3

K K K K m μ-++=

=⨯