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1、油层物理实验1第1页，本讲稿共16页n实习目的及要求实习目的及要求n实习内容实习内容n气体孔隙度仪流程及其工作原理气体孔隙度仪流程及其工作原理 n仪器设备仪器设备 n实验步骤实验步骤 实验一实验一 岩石孔隙度的测定岩石孔隙度的测定 第2页，本讲稿共16页一、实习目的及要求一、实习目的及要求从感性上认识孔隙度的基本概念，掌握气压法测定岩石从感性上认识孔隙度的基本概念，掌握气压法测定岩石孔隙度的原理及测定方法。孔隙度的原理及测定方法。二、实习内容二、实习内容1.1.孔隙度的基本概念；孔隙度的基本概念；2.2.测定孔隙度的方法：气体孔隙度仪法。测定孔隙度的方法：气体孔隙度仪法。第3页，本讲稿共16页
2、三、气体孔隙度仪流程及其工作原理三、气体孔隙度仪流程及其工作原理 1.气体孔隙度仪的工作原理气体孔隙度仪的工作原理原理：将已知体积（标准室）的气体原理：将已知体积（标准室）的气体Vk在一定的压力在一定的压力pk下，向未知下，向未知室作等温膨胀，再测定膨胀后的体积最终压力室作等温膨胀，再测定膨胀后的体积最终压力p，该压力的大小取决于，该压力的大小取决于未知体积未知体积V的大小。的大小。第4页，本讲稿共16页 对于低压真实气体，在弹性容器中作等温膨胀，考虑到对于低压真实气体，在弹性容器中作等温膨胀，考虑到器器壁的压变性壁的压变性，忽略一些次要因素，由下式计算未知体积：，忽略一些次要因素，由下式计算
3、未知体积：式中：式中：V未知室空间体积，未知室空间体积，cm3；Vk已知室空间体积，已知室空间体积，cm3；pk已知室的初始压力，已知室的初始压力，MPa；p平衡压力，平衡压力，MPa；pa当地当时的大气压，当地当时的大气压，MPa；G体系的压变系数，体系的压变系数，cm3/MPa。第5页，本讲稿共16页 2.Vk和和G的确定的确定第6页，本讲稿共16页四仪器设备四仪器设备第7页，本讲稿共16页n实习目的及要求实习目的及要求n实习内容实习内容n实验原理实验原理 n仪器设备仪器设备 n实验步骤实验步骤 实验二实验二 岩石渗透率的测定岩石渗透率的测定 第8页，本讲稿共16页一、实习目的及要求一、实
4、习目的及要求 认识达西定律；掌握利用气体测岩石渗透率的原理及测定认识达西定律；掌握利用气体测岩石渗透率的原理及测定方法。方法。二、实习内容二、实习内容 1.渗透率的基本概念；渗透率的基本概念；2.认识达西定律；认识达西定律；3.掌握岩石渗透率的原理及测定方法。掌握岩石渗透率的原理及测定方法。第9页，本讲稿共16页三、实验原理三、实验原理 1.达西定律达西定律(线性渗流规律线性渗流规律)1856年，法国水文工程师亨利年，法国水文工程师亨利 达西（达西（Herri Darcy）Q在压差在压差P下，通过岩心的流量，下，通过岩心的流量，cm3/sA岩心截面积，岩心截面积，cm2；P流体通过岩心的压力差
5、，流体通过岩心的压力差，10-1MPa；L岩心长度，岩心长度，cm；流体粘度，流体粘度，mPa sK是比例常数，仅与岩性有关，即渗透率，是比例常数，仅与岩性有关，即渗透率，m2。第10页，本讲稿共16页岩石渗透率的测定条件岩石渗透率的测定条件 据据DarcyDarcy定律，测定定律，测定K 必须满足必须满足三个三个条件：条件：流体不可压缩，单相、稳定流：流体不可压缩，单相、稳定流：在岩心各断面处有稳定的体积流量；在岩心各断面处有稳定的体积流量；流体为线性流动：流体为线性流动：Qp 呈线性关系。呈线性关系。流体性质稳定：流体性质稳定：不与岩石表面发生物理、物理化学反应；不与岩石表面发生物理、物理
6、化学反应；只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为岩石的绝对只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为岩石的绝对渗透率。渗透率。第11页，本讲稿共16页 2.2.气测渗透率的计算公式气测渗透率的计算公式 气体具有压缩性气体具有压缩性气体具有压缩性气体具有压缩性，采用达西公式的微分形式。，采用达西公式的微分形式。，采用达西公式的微分形式。，采用达西公式的微分形式。第12页，本讲稿共16页为此首先需要作为此首先需要作Q-P/L关系曲线，判断流体的关系曲线，判断流体的流动是否是线性渗流。只有流动是否是线性渗流。只有Q-P/L曲线为通过曲线为通过原点的直线，测的结果才有效。原点的直线，测的结果才有效。第
7、13页，本讲稿共16页g气体滑脱效应的结果气体滑脱效应的结果平均压力愈小，气测渗透率愈大；平均压力愈小，气测渗透率愈大；当压力增至无穷大时，渗透率不再变化而趋于一个常数当压力增至无穷大时，渗透率不再变化而趋于一个常数KK，这个数，这个数值值一般一般接近于液测渗透率，故又称为接近于液测渗透率，故又称为等效液体渗透率（克氏渗透率）等效液体渗透率（克氏渗透率）。第14页，本讲稿共16页四仪器设备四仪器设备 使用的流量计是在标准状况下标定的（使用的流量计是在标准状况下标定的（0.1MPa0.1MPa，293K293K），），而实际测定时的压力、温度与标准状况有差异，加之气体的压而实际测定时的压力、温度
8、与标准状况有差异，加之气体的压缩性和热膨胀性较大，所以应对所测定的气体体积流量进行校缩性和热膨胀性较大，所以应对所测定的气体体积流量进行校正。正。第15页，本讲稿共16页五、实验步骤五、实验步骤1.1.量出量出岩样的长度和直径岩样的长度和直径，计算其横截面积，计算其横截面积A A。2.2.先检查面板上各个阀门与夹持器上的先检查面板上各个阀门与夹持器上的手轮是否关紧手轮是否关紧。3.3.将岩样装进岩心夹持器的橡皮筒内将岩样装进岩心夹持器的橡皮筒内，用加压钢柱塞将岩样向上顶，用加压钢柱塞将岩样向上顶，直到岩样两端被夹持器上端堵头与加压钢柱塞贴紧为止，拧紧手轮。直到岩样两端被夹持器上端堵头与加压钢柱
9、塞贴紧为止，拧紧手轮。4.4.开、关一下放空阀开、关一下放空阀。5.5.打开气源，将气瓶的压力表调到打开气源，将气瓶的压力表调到1MPa1MPa，开环压阀，使环压表开环压阀，使环压表显示显示1MPa1MPa，关环压阀，关环压阀。6.6.开气源阀，顺时针调节压力调节器（一般压力由小到大调节），开气源阀，顺时针调节压力调节器（一般压力由小到大调节），调至所需要的上流压力调至所需要的上流压力。7.7.选择一流量计，在不同上流压力下读取流量（在满足要求的情选择一流量计，在不同上流压力下读取流量（在满足要求的情况下尽量选用小量程的流量计）。况下尽量选用小量程的流量计）。要求每块岩样应测要求每块岩样应测6 6个点不同压差下的个点不同压差下的流量。流量。8 8.逆时针调节压力调节器，使上流压力降至零，开放空阀，使环压降至逆时针调节压力调节器，使上流压力降至零，开放空阀，使环压降至零，取出岩样。零，取出岩样。第16页，本讲稿共16页