覆壓孔滲測定儀技術說明

一、概   述

巖石孔隙度、滲透率是評價油氣藏和計算儲量的重要參數，一般是在常壓下測得的，它并不能代表油藏儲層物性的真實特征。理論表明，壓力的環境因素對巖石孔、滲的測定有著重要的影響。為此，研制此專用設備，對油田儲層參數的精確計算、合理制定開發方案，有著重要意義。

覆壓孔滲測定儀是本公司經過多年潛心研究并根據用戶實際使用中的反饋不斷改進設計制造的，在實驗室模擬油藏壓力條件下，測量巖心孔隙度和滲透率性質的一套研究型儀器。

滲透率具有兩種測試方法，一是壓力脈沖衰減法，用于測試超低滲透率巖心，測量超低滲透率范圍：0.00001~0.1md。二是常規穩態法，測量低滲透率、中高滲透率巖心，測量范圍0.1~10000md。

孔隙度根據波義爾定律測定。可測量真實油藏壓力條件下巖石孔隙度和孔隙體積。

在設計時大量借鑒了以往的實踐經驗，充分考慮了使用者在實驗時的需要，設備結構精巧、操作簡便、維護方便、故障率低，是高性價比實驗室設備。

本設備遵循的規范和標準主要包括但不僅僅限于以下所列范圍：

1） GB/T 29172-2012 《巖心分析方法》

2） GB/T 23804-2009 《巖心常規分析儀器通用技術條件》

3） SY/T  6385-1999  《覆壓下巖石孔隙度和滲透率測定方法》

覆壓孔滲測定儀是國覆壓孔隙度、滲透率實驗設備，具有以下突出特點：

（1）系統設計采用目前好的技術，符合設備功能專業化、精巧化、技術密集、低碳化、可維護/維修化的國際發展趨勢。

   （2）零部件材料及電子元器件都經過嚴格的質量篩選，并采用三軸向巖心夾持器。各個部件布局合理，方便維修與保養。

（3）高性價比：可測的參數有，上覆壓力下氣體滲透率，上覆壓力下孔隙體積和孔隙度。

（4）所有采集的數據包括原始測試數據存入EXCEL文件中，可隨時查看。

（5）系統采用三軸向巖心夾持器，對1.0" 1.5"巖 心 進行測量。而且加載簡便、易行。

（6） 由于特殊的夾持器設計，使孔隙度測試也可在上覆壓力下完成。

（7）配合顆粒體積倉，還可直接確定顆粒的體積和密度。

（8）系統采用電子控制的流體注射泵來調節覆壓。

（9）采用氣動閥控制流程切換，無需人工操作，使實驗過程自動化。

二、方  法  原  理

㈠．孔隙度

覆壓孔滲測定儀，系氣體法測定，測量介質為氮氣（或氦氣），原理基于波義耳定律，即用已知體積的標準體，在設定的初始壓力下，使氣體向處于常壓下的巖心室作等溫膨脹，氣體擴散到巖心孔隙之中，利用壓力的變化和已知體積，依據氣態方程，即可求出被測巖樣的有效孔隙體積和顆粒體積，則可算出巖樣孔隙度。

㈡．滲透率

非穩態法的壓力脈沖衰減測量技術：控制模塊首先給巖心施加一個孔隙壓力，然后通過巖心傳遞一個壓差脈沖，隨著壓力瞬間傳遞通過巖心，計算機數據采集系統記錄巖心兩端的壓力差、下游壓力和時間，并在電腦軟件屏幕上繪制出壓差和平均壓力與時間的對數曲線，軟件通過對壓力和時間數據的線性回歸計算滲透率，測量結果存儲到數據文件中。使用很小的壓差可以減少非達西流態的影響，改變孔隙壓力進行多點測量，即可得出克氏滲透率。

常規穩態法測量技術：給巖心施加一個進口壓力，氣體流過巖心形成一個穩定的壓差與流量，通過壓力傳感器、氣體質量流量計測量該穩定的壓差與流量，結合其他參數，根據達西定律，計算巖心滲透率。

三、設備技術參數與要求

1、覆壓：0～70MPa

  (環壓0-70Mpa、軸壓0-70Mpa）

2、巖心規格：φ25×100mm、φ38×100mm

3、測量范圍：孔隙度：≤60%；

4、滲透率：脈沖衰減0.00001~0.1md，流量計法0.1~10000md

5、   測量精度：孔隙度相對誤差小于或等于0.5％，

  滲透率測量誤差：低滲≤10% ， 高滲≤5%

6、孔隙度測試壓力≤0.7MPa。

7、滲透率測試壓力：流量計法0.01～0.5MPa，壓力脈沖衰減測量7MPa

8、控制氣源壓力0.5MPa

8、測量氣體要求：（i）種類：氮氣,氦氣

  控制氣體要求：（i）種類：空氣，（ii）壓力：0.5MPa

四、設備運行現場條件

1、設備運行環境條件

實驗室環境溫度： -10℃-40℃

濕度：≤80％

2、電源條件

單相交流220V (+5% ~ -10%) ，50Hz，有單獨的良好接地保護，電源零線與地線之間電壓小于5V；

五、儀器的結構組成

覆壓孔滲測定儀由模型系統、覆壓系統、孔隙度測量系統、滲透率測量系統、自動控制系統、數據自動采處理系統等部分組成。

1、模型系統

由三軸向巖心夾持器組成。

工作壓力：常壓～70MPa

夾持器規格：φ25×100㎜、φ38×100㎜

   材質：316L

2、覆壓系統

用于環壓、軸壓自動加載。由一臺計算機控制的恒壓力跟蹤泵構成。

壓力跟蹤泵：70Mpa，最大流量20mL/min

覆壓壓力變送器： 量程80 MPa，0.25%，

3、孔隙度測量系統

由壓力調節器、巖樣杯及氣控閥組組成。

   壓力調節器：美國TESCOM，型號44-5200，入口壓力3500psi，出口壓力0-250psi，

巖樣杯：φ25×100㎜, φ38×100㎜

1套，內含標準體積模塊各4套，316L材質

氣控閥組：用電磁閥控制氣動閥CV210，實現孔隙度的自動測量。

4、滲透率測量系統

由壓力調節器、定容器、流量傳感器、壓力傳感器及氣控閥組等組成。

壓力調節器：

流量計法，美國TESCOM，型號44-5200，入口壓力3500psi，出口壓力0-100psi

脈沖衰減法，美國TESCOM，型號44-1800，入口壓力6000psi，出口壓力0-2500psi

流量傳感器：選用氣體質量流量計測量氣體流量，為保證測試精度，選用3個不同量程的氣體質量流量計，量程分別為10 ml/min，500 ml/min，3000 ml/min各一個

壓力傳感器：

          流量計法：量程0.5MPa， 0.1%；

脈沖衰減法：量程16MPa， 0.1%；

           差壓100psi

氣控閥組：用電磁閥控制氣動閥CV210，實現滲透率的自動測量。

5、計算機控制及數據采集系統

包括控制及數據采集硬件和軟件。用于自動控制各種閥門的工作，自動控制氣體滲透率測量的全過程，并實時采集數據，實時顯示曲線，計算及顯示測量結果。數據儲存到硬盤中，并可以轉換到Excel數據表。