高温覆压孔渗测定仪

一、方 法 原 理

㈠．孔隙度

高温高压孔隙度的测量，系气体法测定，测量介质为氮气，原理基于波义耳定律，即用已知体积的标准体，在设定的初始压力下，使气体向处于常压下的岩心室作等温膨胀，气体扩散到岩心孔隙之中，利用压力的变化和已知体积，依据气态方程，即可求出被测岩样的有效孔隙体积和颗粒体积，则可算出岩样孔隙度。

㈡．渗透率

以氮气为标准测试气体，当氮气在一定的压力作用下流过被测样品时，样品两端建立压差△Pc，流过被测样品的气体直接进入出口已知容积的定容器里（容器的容积与通过岩样气量多少相匹配），当定容器内压力达到某一值（△Pt≤5%△Pc）时，由微机控制电磁阀打开，使定容器内压力与大气平衡，同时微机记录气体充满容器所需时间t和容器充满氮气时的压力△Pt，利用下式可计算出岩心的气体渗透率。

或：

式中：L —岩心长度，cm;

△Pt —容器压力，Kpa；

Vt —容器容积，cm³；

A —岩心截面积，cm²；

△Pc—岩心两端压差，Kpa；

t —容器充气时间，S；

Pi —岩心入口压力，Kpa；

μ—氮气粘度，mpa.s

Ka—渗透率，10^-3μm²；

二、主 要 性 能

1．渗透率

测量范围：0.001×10^-3μm²～8000×10^-3μm²；

相对误差：K＜1×10^-3μm²，20%

            1×10^-3μm²＜K＜40×10^-3μm²，10%

K＜40×10^-3μm²，5%

2．孔隙度

测量范围：≤50%

绝对偏差：0.5%

3．仪器工作条件

温度：常温～150℃

压力：轴压0～70MPa

        环压0～70MPa

三、组成仪器的各部件技术规范

1．调压阀1

型号：YT—5型，入口压力：0～32MPa、出口压力：0～4MPa

2．调压阀2

型号：YT—5型，入口压力：0～32MPa、出口压力：0～10MPa，提供压力倍增器的增压。

3．调压阀3

型号：YT—5型，入口压力：0～32MPa、出口压力：0～4MPa，提供渗透率测量压力。

4．调压阀4、调压阀5

入口压力：0～1MPa、出口压力：0～0.8MPa，提供孔隙度的测量压力，渗透率的测量压力。

5．压力倍增器

增压比1﹕15，大增加70MPa，提供夹持器轴向环向压力。

6．储液罐

容积600mL，压力70MPa

7．三轴夹持器

大轴压、环压：70MPa，适用岩心规格：φ25×25～80mm、φ38×25～80，大耐温：180℃

8．模型杯

配有4种规格的标准块，通过模型杯、标准室夹持器可测定岩心的颗粒体积和孔隙体积。

定容器

定容器有10、100、1000cm³三种规格，用于与不同渗透率的样品相匹配。

10．轴向、环向压力传感器

量程：80MPa、精度：0.5%F·S

11．差压传感器

量程：200KPa、精度：0.25%F·S

12．定容器压力传感器

量程：20KPa、精度：0.1%F·S

13．孔隙度测量压力传感器

量程：150psi、精度：0.1%F·S

14．岩心进口压力传感器

量程：5000KPa、精度：0.1%F·S

15．恒温箱

工作温度：150℃、控温精度：±1℃

16．真空泵

2XZ—0.5型

17．电磁阀

工作压力：0.8MPa

18．数据采集控制

C104HPCI数据采集板，PCI1711采集板，PCLD－8710端子板

19．计算机、打印机

DELL P4，2.0G硬盘80G，内存256M，HP1000激光打印机

20．气体质量流量计

量程10sccm、300sccm、3000sccm，精度±1%F·S