仪创 STY—2气体渗透率测定仪

一、 概述：

出油(气)岩石绝大多数的孔隙是相互连通的，它不仅具有储存油气的能力，而且还有流体在其中渗流的能力。在一定的压差下，岩石允许流体通过的性质称为岩石的渗透性，从数量上度量岩石的渗透性参数就叫做岩石的渗透率。

该仪器用于圆柱岩心气体渗透率的测定，具有结构简单、操作方便、测定速度快、精度高等优点，是常规岩心分析不可缺少的实验装置。

二、 工作原理：

这台仪器是基于达西定律设计的。设有一横截面为A，长度为L的岩石，将其夹持于岩心夹持器中，如图(1)所示，使粘度为μ的流体在压差ΔP下通过岩心，测得流量Q。实验证明，单位时间通过岩心的体积流量Q与压差ΔP岩心横截面积A成正比，与岩心的长度L和流体的粘度成反比：

这就是所谓的“达西方程”，从式中看出A、L是岩石的几何尺寸，ΔP是外部条件，当外部条件、几何尺寸、流体性质都一定时，流体通过量Q的大小就取决于反映岩石可渗透性的比例常数K的大小，我们把K称为岩石的渗透率；

式（1）可改写成为：

此式便可计算岩石的渗透率。

前面讨论的都是以不可压缩流体（液体）为基础的，我们设计的气体渗透率是以气体作为介质，因为气体是压缩流体，所以达西方程式需要修正才能应用。

众所周知，可压缩的气体最 大特点是当压力增加流体能被压缩，当压力降低时，流体就发生膨胀，当温度一定时，流体的膨胀服从玻义尔定律，如果以最简单的平面线渗流考虑，设进口压力P1、出口压力P2。显然，当压力从P1变化到P2时，气体的体积必然变化，故流速也变化。因此，必须考虑用平均体积流量Q代入达西方程。

若把气体膨胀视为等温过程，按玻义尔定律：

也就是说，用气体测定渗透率时，气体的体积流量要用标准状况下的体积QO值，不是Q1，也不是用Q2值。

一、 主要技术指标

1. 测量范围：0.05~10000×10^-3μm²；

2. 多组流量量程：6ml/mi n、60 L/h

3. 压力量程：0.25MPa、6MPa

4. 环    压：2.5MPa；

5. 适用岩心：Φ25×25~75mm；

6. 岩心夹持器：FB-2型防爆夹持器

7. 工作介质：氮气；

8. 测量误差：K＜40×10^-3µm²时，相对误差≤10%, K＞40×10^-3µm²时，相对误差≤5%；

9. 测量方法：流量计法；

10. 快速连接切换

三、工作原理与构造

本仪器可安装在任何试验台（桌）上，最 好台面防震，并离开门远一点,以免温度发生突变,做到这一点即可测得稳定的结果,见图2:

仪器有下列部件：

（1）岩心防爆夹持器：这是在测定渗透率时装岩心用的。

（2）环压表：用它来指示橡皮筒外部所加的压力值。

（3）上流压力表：在测定渗透率时，用它来指示岩心的测量压力。

（4）压力调节器：这个阀是用于调节气源进入的气体并减压控制岩心上流端所需要的操作压力值。

（5）放空阀：打开此阀放掉环压，使橡皮筒的压力达到常压。

（6）环压阀：打开此阀，使高压气体进入岩心夹持器与橡皮筒之间的环形空间，使橡皮筒紧贴位岩样及夹持器的上下端塞。

（7）气源阀：供给渗透率仪调节器氦氮气，再通过调节器的调节产生适当的上流压力。

（8）流量计：用它来计量岩样出口端气体的流量。

四、 测试准备与步骤

1、样品准备

（1）样品加工：将待测样品用钻床钻成直径为25mm，长为20~80mm，两端面磨平并与样品轴线垂直。

（2）样品处理：含油样品先洗油，然后用105℃在烘箱中烘干（时间长短可视具体情况而定），然后放入干燥器中冷至室温待测。

2、仪器准备

按照流程连接好以后，经过检漏，关闭面板上的全部阀门与调节器，关闭流量计阀门。

（1）上流检漏：用肥皂涂于各个接头处，如果有漏，可看见肥皂泡，检查各个接头与阀门及管线。

（2）下流检漏：岩样下端绝 对不允许有泄漏，如果发现漏气，应立即进行检修。

（3）岩心夹持器检漏：岩心夹持器系统的检漏，可按下述方法进行。

1.岩心夹持器中放一块孔隙与渗透率都很大样品，夹持器橡皮筒中加压，该样品的长度必须是夹持器能测试最 大样品的长度。

2.关掉环压阀，橡皮筒中压力下降时，环压表压力就会显示出来。这就表示有泄漏处。如果检查有关管线与接头不泄漏，就判断是夹持器有泄漏处，可按下述方式检查泄漏的位置：

如果不是岩心夹持器的橡皮筒漏液，就紧一下夹持器左右螺母，拧紧后还是漏，进行合理的修理。

3、测试步骤

（1）从干燥器取出适合夹持器直径的岩样，用游标卡尺量出岩样的长度和直径，计算其横截面积A，几何尺寸必须在进行测定之前量出。如果为了保持岩心端面干净，而需要将岩心的一部分切掉之后，应重新量取其长度。

（2）先检查面板上各阀门与夹持器上的手轮是否关死。

（3）将测量几何尺寸的岩样，装进岩心夹持器的橡皮筒内，用岩心塞将岩样顶入，直到岩样两端被夹持器左右岩心塞贴紧为止，拧紧手轮。

（4）打开高压气瓶阀，将气瓶上的压力表调到1MPa , 打开环压阀，使环压表显示到1MPa , 关闭环压阀。

(5)将高压气瓶的阀门打开，打开气源阀，调节压力调节器（一般压力由小到大调节），调到所需要的上流压力。

（6）选择一 流量计，在不同的上流压力下读取流量，要求每块岩样应测4个点以上不同压差下的流量。

（7）调节压力调节器，使上流压力降至0，打开放空阀，使环压降至0，关闭放空阀，取出岩样。

（8）记录数据：记录当天的大气压力；所有气体类别；上流压力；流量；岩样号、长度、直径。