岩石气体渗透率的测定

一、实验目的

1.巩固渗透率的概念，掌握气测渗透率原理；

2.掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。

二、实验原理

   渗透率的大小表示允许流体通过的能力大小。根据达西公式，气体渗透率的计算公式为：

K=  （10^-3m²）

令;，则

式中：K—气体渗透率，10^-3m²；A—岩样截面积，cm²；

       L—岩样长度，cm

P₁、P₂—岩心入口及出口压力，0.1MPa；  P₀—大气压力，0.1MPa；

—气体的粘度，mPa·s；

Q₀—大气压力下的流量，cm³/s；

Q_0r—孔板流量计常数，cm³/s；

h_w—孔板压差计水柱高度，mm；

C—与压力有关的综合常数；

三、实验流程

图1  渗透率测定流程图

四、实验步骤

用游标卡尺测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器内。选取孔板常数值最大的孔板，插入出口处的胶片管上。

    1.低渗透岩心渗透率的测定

    低渗透样品需要较高压力，C值由C表的刻度读取。

    （1）关闭汞柱的阀及水柱阀。把换向阀转向“环压”，关闭环压放空阀，缓慢打开起源阀，打开环压阀，观察环压表指针是否达到1Mpa以上；

    （2）把换向阀转向“供气”，调节减压阀，控制供气压力为0.2~0.3Mpa；

    （3）再把换向阀转向“环压”，实验过程中时刻观察环压是否达到1Mpa；

    （4）缓慢调节供压阀，在C表上建立适当的C值，缓慢关闭孔板放空阀，同时观察孔板压差计水柱高度。如果孔板压差计水柱高度不在100~200mm时，则需要调节C值或更换合适的孔板；

    （5）调节供压阀，改变岩心两端压差，待孔板压差计液面稳定后，测量三个不同的C值和与之相应的孔板压差计水柱高度，记录C值、孔板压差计水柱高度和孔板流量计常数；

    （6）记录完毕后，调节供压阀，将C表压力降至最低端，打开孔板放空阀，把换向阀转向“供气”，调节减压阀将压力表压力降为零，关闭起源阀，关闭环压阀，打开环压放空阀，取出岩心，取下孔板；

    （7）实验结束，整理实验台并把所有物品放回原处。

五、数据处理与计算

表1  气体渗透率测定原始记录

实验仪器编号：    5  

由可得K及，见表

六、问答题

 1.渗透率的概念？

     答：在一定压差下，岩石允许流体通过的能力叫渗透率。

2. 的推导过程？

答：K=  （10^-3m²）

令;，则

3.气体渗透率仪采用了哪三种测量？本次实验使用的是哪一种？

    答：低渗岩心渗透率的测定，中渗岩心渗透率的测定，高渗岩心渗透率的测定；

本次试验使用的是低渗岩心渗透率的测定。

    4.测气体渗透率时环压应该是多少？调节供气压力前，换向阀应转向哪个位置？供气压力用哪个阀调节？应该是多少？如果超过了会怎么样？

    答：测气体渗透率时环压应该是1.2Mpa；

调节供气压力前，换向阀应该转向“供气”；

供气压力应该用供压阀调节；

供气压力应该是0.2~0.3Mpa；

如果供气压力超过了0.2~0.3Mpa就会由于气压过高损害仪器。

第二篇：中国石油大学油层物理实验二：气体渗透率测定

实验二：岩石气体渗透率的测定

一．实验目的

1．巩固渗透率的概念，掌握气测渗透率原理；

2．掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。

二．实验原理

渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。根据达西公式，气体渗透率的计算公式为：

        ()

令          （2-5）

式中，K—气体渗透率，?   A—岩样截面积，；

L—岩样长度，cm；            —岩心入口及出口大气压力，0.1Mpa;

大气压力, 0.1Mpa;        —气体的粘度,

—大气压力下的流量，；—孔板流量计常数，

—孔板压差计高度，mm；      C—与压力有关的常数。

测出C（或）、、及岩样尺寸，即可求出渗透率。

三．实验设备

 

（a）      流程图

(b)控制面板

图2-3 GD-1型气体渗透率仪

四．实验步骤

1. 测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器；把换向阀指向“环压”，关闭环压放空阀，打开环压阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针到达1.2～1.4MPa；

2. 低渗岩心渗透率的测定

低渗样品需要较高压力，C值由C表的刻度读取。

（1）关闭汞柱阀及中间水柱阀，打开孔板放空阀；把换向阀转向“供气”，调节减压阀，控制供气压力为0.2～0.3MPa（请勿超过0.3MPa，否则将损坏定值器）；

（2）选取数值最小的孔板，插入岩心出口端的胶皮管上，缓慢关闭孔板放空阀；

（3）缓慢调节供压阀，建立适当的C值（15～6之间最佳），同时观察孔板压差计上液面，不要使水喷出。如果在C=30时，孔板水柱高度超过200mm，则换一个较大的孔板，直到孔板水柱在100～200mm之间为止；

（4）待孔板压差计液面稳定后，记录孔板水柱高度、值和孔板流量计常数C；

（5）调节供压阀，改变岩心两端压差，测量三个不同压差下的渗透率值；

（6）调节供压阀，将C表压力降至零；打开孔板放空阀，取下孔板；关闭气源阀，打开环压放空阀，取出岩心。

五．数据处理与计算

实验所得的基本数据是：

气体渗透率测定原始记录

由岩样的几何尺寸A、L和测得的代入公式(2-5)，即可计算岩样的渗透率。

根据实验测得的数据可以求得：

岩样截面积；

当C=12时，气体渗透率

   

同理：

当C=10时，气体渗透率K2=63.259

   

当C=8时，气体渗透率K3=62.127

   

于是可以得到平均气体渗透率

   

实验数据如上表所示

六、实验总结：

这个实验测气体渗透率，根据我们所学的知识可以知道岩石的渗透率是岩石本身固有的性质，由岩石的性质来决定的，但是因为气体有滑动效应所以用气体测量的与用液体测量的渗透率结果并不是相同的，这个实验是测气体渗透率的，没有侧液体的，所以也没法进行比较，所测得的渗透率就是岩石的渗透率。

这个实验的操作时很简单的，但是要注意的是测量的步骤，实际测量中需要先将放空阀关闭，打开气源阀，打开环压阀，然后是调节减压阀压力为0.2 ，然后将换向阀打到供气，然后再调节减压阀使得 压力表读数大于1。接着就是安上孔板，注意按孔板时要先按最大的，然后进行调试，调节供压阀，使得c表的读数在15~6之间，孔板水柱的高度在100~200之间，如果达不到要求就换小一点的孔板，注意换孔板时要将气源阀关闭，打开放空阀。这样调节好以后就可以调节供压阀使得c表在15~6之间取三个值进行孔板水柱读数，注意实验完成后需要将气源阀，环压阀关闭，打开放空阀。

实验的操作不难，但是要注意安全，不可以直接是按部就班，照本宣科，需要自己发挥自己的能力想象，也需要老师的指导。最后感谢老师的耐心指导。