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(shù),，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(huán)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(shù)的精確計算,、合理制定開發(fā)方案,，有著重要意義。

覆壓孔滲測定儀是本公司經(jīng)過多年潛心研究并根據(jù)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(guī)穩(wěn)態(tài)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(jù)波義爾定律測定?？蓽y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(jīng)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(guī)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(guī)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(tǒng)設計采用目前好的技術，符合設備功能專業(yè)化,、精巧化,、技術密集、低碳化,、可維護/維修化的國際發(fā)展趨勢,。

   （2）零部件材料及電子元器件都經(jīng)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(yǎng)。

（3）高性價比：可測的參數(shù)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(shù)據(jù)包括原始測試數(shù)據(jù)存入EXCEL文件中,，可隨時查看,。

（5）系統(tǒng)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(tǒng)采用電子控制的流體注射泵來調節(jié)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(jù)氣態(tài)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(wěn)態(tài)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(shù)曲線,，軟件通過對壓力和時間數(shù)據(jù)的線性回歸計算滲透率，測量結果存儲到數(shù)據(jù)文件中,。使用很小的壓差可以減少非達西流態(tài)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(guī)穩(wěn)態(tài)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(wěn)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(wěn)定的壓差與流量,，結合其他參數(shù)，根據(jù)達西定律,，計算巖心滲透率,。

三,、設備技術參數(shù)與要求

1、覆壓：0～70MPa

  (環(huán)壓0-70Mpa,、軸壓0-70Mpa）

2,、巖心規(guī)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(xiàn)場條件

1,、設備運行環(huán)境條件

實驗室環(huán)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(tǒng)、覆壓系統(tǒng),、孔隙度測量系統(tǒng),、滲透率測量系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng),、數(shù)據(jù)自動采處理系統(tǒng)等部分組成,。

1、模型系統(tǒng)

由三軸向巖心夾持器組成,。

工作壓力：常壓～70MPa

夾持器規(guī)格：φ25×100㎜,、φ38×100㎜

   材質：316L

2、覆壓系統(tǒng)

用于環(huán)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(tǒng)

由壓力調節(jié)器,、巖樣杯及氣控閥組組成,。

   壓力調節(jié)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(xiàn)孔隙度的自動測量,。

4,、滲透率測量系統(tǒng)

由壓力調節(jié)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(jié)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(xiàn)滲透率的自動測量。

5,、計算機控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

包括控制及數(shù)據(jù)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(shù)據(jù),，實時顯示曲線，計算及顯示測量結果,。數(shù)據(jù)儲存到硬盤中,，并可以轉換到Excel數(shù)據(jù)表。