石工(中石化)08-2班 +08081329 +吴安伟 +压汞毛管力曲线定+19号.doc

中国石油大学（油层物理）实验报告实验日期： 2010.12.10 成绩： 班级： 石工（中石化）08-2班 学号：08081329姓名： 吴安伟 教师： 张俨彬 同组者：时文东、闫长政、宋永成 实验六 压汞毛管力曲线测定一实验目的1了解压汞仪的工作原理及仪器结构；2掌握毛管力曲线的测定方法及实验数据处理方法。二实验原理岩石的孔隙结构极其复杂，可以看作一系列相互连通的毛细管网络。汞不润湿岩 石孔隙，在外加压力作用下，汞克服毛管力可进入岩石孔隙。随压力增加，汞依次由 大到小进入岩石孔隙，岩心中的汞饱和度不断增加。注入压力与岩心中汞饱和度的关 系曲线即为毛管力曲线，如图 4-1 所示。图 4-1 典型毛管压力曲线三实验设备图 4-2压汞仪流程图(岩心尺寸：2520-25mm，系统最高压力 50MPa)全套仪器由高压岩心室，汞体积计量系统，压力计量系统，补汞装置，高压动力系统，真空系统六大部分组成。1、高压岩心室：该仪器设有一个岩心室，岩心室采用不锈钢材质，对称半螺纹 密封，密封可靠，使用便捷；样品参数：2520-25mm 岩样；可测孔隙直径范围：0.03750m。2、汞体积计量系统：采用高精度差压传感器配合特制汞体积计量管进行计量， 精度高、稳定性好；汞体积分辨率：30l；最低退出压力：0.3Psi(0.002MPa)。3、压力计量系统：采用串联阶梯式计量的方法，主要由四个不同量程的压力表 串联连接，由压力控制阀自动选择不同量程的压力表计量不同压力段的压力值，提高 了测量的准确性；压力表量程：0.1、1、6、60MPa 各一支；可测定压力点数目：100 个。4、补汞装置：主要由调节系统，汞面探测系统及汞杯组成，并由指示灯显示汞 面位置。图 4-3压汞仪设备图5、高压动力系统：由高压计量泵组成；工作压力：0.00250MPa；压力平衡时 间：60s。6、真空系统：主要有真空泵以及相关的管路阀件组成；真空度： 0.005mmHg； 真空维持时间：5min。四实验步骤1装岩心、抽真空：将岩样放入岩心室并关紧岩心室，关岩心室阀，开抽空阀， 关真空泵放空阀；开真空泵抽空 1520 分钟；2充汞：开岩心室阀，开补汞阀，调整汞杯高度，使汞杯液面至抽空阀的距离 H 与当前大气压力下的汞柱高度（约 760mm）相符；开隔离阀，重新调整汞杯高度， 此时压差传感器输出值为 28.0035.00cm 之间；关抽空阀，关真空泵，打开真空泵 放空阀，关闭补汞阀；3进汞、退汞实验：关高压计量泵进液阀，调整计量泵，使最小量程压力表为 零；按设定压力逐级进泵，稳定后记录压力及汞体积测量管中汞柱高度，直至达到实 验最高设定压力；按设定压力逐级退泵，稳定后记录压力及汞体积测量管中汞柱高度，直至达到实 验最低设定压力；4结束实验：开高压计量泵进液阀，关隔离阀；开补汞阀，开抽空阀；打开岩 心室，取出废岩心，关紧岩心室，清理台面汞珠。(注意：进泵时，压力由小到大，当压力达到压力表量程的 2/3 时，关闭相应的压 力表；退泵时，压力降到高压表量程的 1/3 以下并在下一级压力表的量程范围内时， 才能将下一级压力表打开。)五数据处理与计算1计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线某一毛管力 Pc 对应岩心含汞饱和度 SHg: SHg=式中， h0 进汞压力为零时对应的计量管汞柱高度，cm；hi 某一设定压力对应的计量管汞柱高度，cm；A 计量管横截面积，cm2；VP 岩心中的孔隙体积 cm3d 岩心直径，cm； L 岩心长度，cm；f 岩心孔隙度，小数；根据毛管力 Pc 和对应的岩心含汞饱和度 S Hg 在半对数坐标上绘制毛管力曲线。2、根据毛管力公式计算不同压力对应的毛管半径，并绘制孔隙大小分布柱状图o图 4-4 孔隙大小分布柱状图由 P = 2s cosq 则crr = 2s cosqPc= - 2 480 cos140Pc= 0.7354 (mm)Pc(4-3)54式中， Pc 毛管力，MPa ；s 汞与空气的界面张力，480mN/m；q 润湿角，140o；r 毛管半径， mm 。3、求取岩石的最大孔喉半径 rmax、饱和度中值压力 Pc50、退汞效率 We 等有关 物性参数，并说明求取方法、在图上标明；（1）岩石的最大孔喉半径：rmax= 0.7354 (PTmm)(4-4)式中， PT 阈压，MPa 。（2）毛管力曲线上含汞饱和度为 50%时相应的毛管压力定为 Pc50，它越小反映岩石渗滤性越好，产能越高；（3）在限定的压力范围内，从最大注入压力降到压力接近零时，从岩心内退出 的汞体积与降压前注入的汞总体积的百分比。它反映了非湿相毛细管效应采收率。计算公式如下：式中，We 退汞效率，%；We =S Hg max - S Hg minS Hg max100%(4-5)S Hg max 压汞曲线上，最高压力对应的岩心中的含汞饱和度，%；S Hg min 退汞曲线上，压力接近零时岩心中的含汞饱和度，%。表 4-1 毛管力曲线测定原始记录岩心直径：2.484cm计量管截面积：0.353cm2岩心长度：2,374cm岩心孔隙度： 27.22%序 号进汞压力 MPa进汞高度cm校正高度cm汞饱和度%序 号退汞压力 MPa退汞高度cm校正高度cm汞饱和度%毛管半径m1035.0435.0401032.6220.00534.8734.921.353 20.00532.4732.6526.954 147.0800 30.0134.7534.82 2.481 30.0132.5832.5827.744 73.5400 40.0234.6534.763.158 40.0232.2732.4928.759 36.7700 50.0334.5934.723.609 50.0332.1732.4029.774 24.5133 60.0434.5634.713.722 60.0432.0932.3430.450 18.3850 70.0534.5434.713.722 70.0532.0132.28 31.127 14.7080 80.0734.4934.684.060 80.0731.88 32.17 32.368 10.5057 90.0934.4634.693.947 90.0931.7432.0433.834 8.1711 100.1234.3634.664.286 100.1231.6031.9235.187 6.1283 110.1534.1734.506.090 110.1536.5131.8535.797 4.9027 120.233.7134.0810.827 120.231.4631.8332.255 3.6770 130.332.6433.0722.218 130.331.2031.6038.796 2.4513 140.531.9832.4529.210 14980.531.1131.5439.723 1.4708 15131.4732.0333.947 15130.9731.4640.375 0.7354 161.531.2731.8835.638 161.530.9131.4440.601 0.4903 17231.1331.7936.653 17230.8631.4240.826 0.3677 18530.7631.5539.360 18530.7231.4140.939 0.1471 19830.5131.5339.586 19830.6131.4340.713 0.0919 201030.3631.3541.616 201030.3631.3541.616 0.0735 六：数据处理 1、 计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线（举例说明计算过程，并将含汞饱和度填入原始记录表）；某一毛管力Pc对应岩心含汞饱和度SHg： SHg=式中：h0-进汞压力为零时对应的计量管汞柱高度，cm；hi-某一设定压力对应的计量管汞柱高度，cm；A- 计量管横截面积，cm2；Vp-岩心中的孔隙体积， cm3=2.48422.3740.2722=3.1300 A=0.353 举例：=/*100%=A(-)/*100%=0.353*（35.04-34.92）/3.1300*100%=1.35%2.根据毛管力公式计算不同压力对应的毛管半径，并绘制孔隙大小分布柱状图（举例说明计算过程，并将毛管半径填入原始记录表）；由Pc=2*cos/r则r=2*cos/Pc=0.7354/Pc(m)式中：Pc毛管力，MPa； 汞与空气的界面张力，480mN/m； 润湿角，140； r毛管半径，m。例如: r=2*cos/Pc=0.7354/Pc=0.7354/0.005=147.0800(m)孔隙大小分布柱状图见标纸上3、求取岩石的最大孔喉半径、饱和度中值压力Pc50、退汞效率We等有关物性参数，并说明求取方法、在图上标明：（1）岩石的最大孔喉半径：=0.7354/(m)式中：阀压，MPa。=0.14 MPa =0.7354/=0.7354/0.14=5.253 (m)（2）毛管力曲线上含汞饱和度为50%时相应的毛管压力Pc50，它越小反应岩石渗透性越好，产能越高；含汞饱和度为50%时相应的毛管压力 Pc5010 MPa,相对较大，产能低。（3）在限定的压力范围内，从最大注入压力降到压力接近零时，从岩心内退出的汞体积与降压前注入汞总体积的百分比。它反映了非湿相毛管效应采收率。计