壓汞毛管力曲線測定

中國石油大學(xué)油層物理實驗報告實驗日期： 成績： 班級： 學(xué)號： 姓名 教師： 同組者： 實驗壓汞毛管力曲線測定一、 實驗?zāi)康牧私鈮汗瘍x的工作原理及儀器結(jié)構(gòu)；掌握毛管力曲線的測定方法及實驗數(shù)據(jù)處理方法二、 實驗原理巖石的孔隙結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，可以看作一系列相互連通的毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)。汞不潤濕巖石孔隙，在外加壓力作用下，汞克服毛管力可進(jìn)入巖石孔隙。隨壓力增加，汞依次由大到小進(jìn)入巖石孔隙，巖心中的汞飽和度不斷增加。注入壓力與巖心中汞飽和度的關(guān)系曲線即為毛管力曲線，如圖所示。汞與空氣的界面張力o=480達(dá)因/厘米，接觸角0=140。。儀器流程與設(shè)備38儀器流程與設(shè)備38Capillarypressurecurve全套儀器由高壓巖心室，汞體積計量系統(tǒng)，壓力計量系統(tǒng)，補汞裝置，高壓動力系統(tǒng)，真空系統(tǒng)六大部分組成。高壓巖心室：該儀器設(shè)有一個巖心室，巖心室采用不銹鋼材質(zhì)，對稱半螺紋密封，密封可靠，便用便捷；樣品參數(shù)①25*20?25mm巖樣;可測孔隙直徑范圍：0.03?750ym.。汞體積計量系統(tǒng)：采用高精度差壓傳感器配合特制汞體積計量管進(jìn)

行計量，精度高、穩(wěn)定性好；汞體積分辨率：￡30卩1；最低退出壓力：W0.3Psi(0.002MPa)。壓力計量系統(tǒng)：采用串聯(lián)階梯式計量的方法，主要由四個不同量程的壓力表串聯(lián)連接，由壓力控制閥自動選擇不同量程的壓力表計量不同壓力段的壓力值，提高了測量的準(zhǔn)確性；壓力表量程：0.1、1、6、60MPa各一只；可測壓力點數(shù)目：三100個。補汞裝置：主要由調(diào)節(jié)系統(tǒng)，汞面探測系統(tǒng)及汞杯組成，并由指示燈顯示汞面位置。高壓動力系統(tǒng)：由高壓計量泵組成；工作壓力：0.002?50MPa；壓力平衡時間：三60s。真空系統(tǒng)：主要有真空泵以及相關(guān)的管路閥件；真空度：W0.005mmHg;真空維持時間：±5min。錄杯錄杯-jAhtL0IJLi~~i—差壓傳感器{X3 棱正閥四、實驗步驟1、 裝巖心、抽真空：將巖樣放入巖心室，并關(guān)緊巖心室，開抽空閥，關(guān)真空泵放空閥；開真空泵抽空15?20分鐘；2、 充汞：開巖心室閥，開補汞閥，調(diào)整汞杯高度，使汞杯液面至抽空閥的距離H與當(dāng)前大氣壓力下的汞柱高度(約460mm)相符；開隔離閥，重新調(diào)整汞杯高度，此時壓差傳感器輸出值為28.00?35.00cm之間；關(guān)抽空閥，關(guān)真空泵，打開真空泵放空閥，關(guān)閉補汞閥；3、 進(jìn)汞、退汞實驗：關(guān)高壓計量泵進(jìn)液閥，調(diào)整計量泵，使最小量程壓力表為零；安設(shè)定壓力逐級進(jìn)泵，穩(wěn)定后記錄壓力及汞體積測量管中汞柱體積測量管中汞柱高度，直至達(dá)到實驗最高設(shè)定壓力；按設(shè)定壓力逐級退泵，穩(wěn)定后記錄壓力及汞體積測量管中汞柱高度，直至達(dá)到實驗最低設(shè)定壓力；4、結(jié)束實驗：開高壓計量泵進(jìn)液閥，關(guān)隔離閥；開補汞閥，開抽空閥；打開巖心室，取出廢巖心，關(guān)緊巖心室，清理臺面汞珠。五、 實驗結(jié)果處理要求1、計算巖心含汞飽和度，繪制毛管力曲線（舉例說明計算過程，并將含汞飽和度填入原始記錄表）；某一毛管力Pc對應(yīng)巖心飽和度S:HgS=V/V*100%=A（h-h）/V*100%HgHgP0iP式中：h一進(jìn)汞壓力為零時的計量管汞柱高度，cm；0h一某一設(shè)定壓力對應(yīng)的計量管汞柱高度，cm；i2、 計量管橫截面積，cm；V一巖心中的孔隙體積，V=l/4*n*d2*l*①，cm3；PPd—巖心直徑，cm;L—巖心長度，cm；①一巖心孔隙度，小數(shù)；根據(jù)毛管力Pc和對應(yīng)的巖心飽和度S在半對數(shù)坐標(biāo)上繪制毛管力曲線。Hg3、 根據(jù)毛管力公式計算不同壓力對應(yīng)的毛管半徑，并繪制孔隙大小分布柱狀圖（舉例說明計算過程，并將毛管半徑填入原始記錄表）；由Pc=2o*cos0/r則r=2o*cos0/Pc=0.7354/Pc（pm）式中：Pc—毛管力，MPa；g—汞與空氣的界面張力，480mN/m；0—潤濕角，14°；—毛管半徑，ym。4、 求取巖石的最大孔喉半徑r、飽和度中值壓力Pc50、退汞效率We等有關(guān)max物性參數(shù)，并說明求取方法、在圖上標(biāo)明：（1） 巖石的最大孔喉半徑：r=0.7354/P（ym）max T式中：P—閥壓，MPa。T（2） 毛管力曲線上含汞飽和度為50%時相應(yīng)的毛管壓力Pc50，它越小反映巖石滲透率越好，產(chǎn)能約高；（3） 在限定的壓力范圍內(nèi)，從最大注入壓力降到壓力接近零時，從巖心退出的汞體積與降壓前注入的汞總體積的百分比。它反映了非濕相毛細(xì)管效應(yīng)采收率。計算公式如下：We=（Smax-Smin）/Smax*100%HgHgHg式中：We—退汞效率，%；Smax一壓汞曲線上，最高壓力對應(yīng)的巖心中的含汞飽和度，％；HgSmin一退汞曲線上，壓力接近零時巖心中的含汞飽和度，％。Hg六、實驗數(shù)據(jù)處理毛管力曲線測定原始記錄巖心直徑：2.510cm 計量管截面積：0.2891cm2巖心長度：2.158cm 巖心孔隙度：36.07%序號進(jìn)汞壓力進(jìn)汞高度校正高度汞飽和度序號退汞壓力退汞高度校正咼度汞飽和度毛管半徑P表1毛管力曲線測定原始記錄以進(jìn)汞2號點為例計算1、S=HgV*100%Hg *100%€VpA(h-h)0 i—V*100%€0.2891*(32.20-32.15)4*2-5102*,*2?158*36.07%*100%€0.68%2、2jcos0 0.7354r= €——P0.005c€147.1(Jm)3.、由作圖可知0.7354r=—maxP0.73540.0127(pm)=57.9(pm)