振荡脉冲压力法渗透率测量
压力脉冲法测试渗透率原理
压力脉冲法测试渗透率原理The pulse pressure method for measuring permeability is a common technique used in the field of geotechnical engineering. This method involves applying a series of pressure pulses to a soil sample and measuring the resulting flow of water through the sample. It is a widely accepted method for determining the hydraulic conductivity of soils and is used in a variety of applications, including the design of drainage systems, the evaluation of groundwater flow, and the assessment of soil compaction and consolidation.脉冲压力法是测定渗透率在岩土工程领域中常用的技术。
该方法涉及向土壤样品施加一系列压力脉冲,并测量样品中产生的水流。
这是确定土壤水力传导率的广泛接受的方法,被用于各种应用,包括排水系统的设计、地下水流的评估,以及土壤压实和固结的评估。
The principle behind the pulse pressure method is based on Darcy's law, which states that the flow of water through a porous medium is directly proportional to the pressure gradient and the hydraulic conductivity of the medium. By applying pressure pulses to a soil sample, the resulting flow of water can be measured and used todetermine the soil's permeability. This method is particularly useful for evaluating the permeability of fine-grained soils, which can be difficult to test using other methods.脉冲压力法的原理是基于达西定律,该定律规定了水通过多孔介质的流动与压力梯度和介质的水力传导率成正比。
低渗透岩心渗透率测试方法总结
低渗岩心渗透率的测试方法:1、稳态法2、脉冲衰减法3、周期振荡法一、稳态法测量渗透率1、测试原理根据达西定律Q / S=-k△P/ηL式中;Q 为流量(m3/s);S 为样品横截面积(m2);L为样品长度(m);η为流体黏滞系数(Pa·s);k 为渗透率(m2);ΔP 为样品上、下游的压力差(Pa)。
在岩样的上、下游端施加稳定的压力差ΔP,通过测量流经样品的流量Q 得到渗透率,或者保持恒定的流量Q 而测量上、下游端的压力差ΔP 而得到渗透率。
2、适用条件达西定律定压法测渗透率适用的条件之一是测试介质在岩石孔隙中的渗流需达到稳定状态,对于中高渗岩样来说$达到稳定状态所需时间较短,因而测试时间较短但是对于低渗岩样达西实验装置提供的较小压差达到平衡状态时间长伴随长时间平衡过程带来的是环境因素对测量结果的影响增大3、实验装备1)定压法石油工业所熟知的达西实验原理即是采用的定压法室内常用定压法测渗透率装置简图2)定流量法定流量法是通过提供稳定流量监测岩样两端压力变化因为高精度压力监测比流量计量更准确因而测量也更精确定流量法测试渗透率装置简图4、优缺点此法对于渗透率大于10×10−3μm²中高渗透率的储层岩石,测试结果较为准确,但是若为了保证精度,对设备装置的要求就很高,并且在测量时需要很长的流速稳定时间。
二、脉冲衰减法1、测试原理及装置图解与常规稳态法渗透率测试原理不同,脉冲衰减法是基于一维非稳态渗流理论,通过测试岩样一维非稳态渗流过程中孔隙压力随时间的衰减数据,并结合相应的数学模型,对渗流方程的精确解答和合适的误差控制简化,就可以获得测试岩样的脉冲渗透率计算模型和方法。
1)瞬态压力脉冲法:瞬态压力脉冲法最早在测量花岗岩渗透系数时提出其原理并给出其近似解在测试样两端各有一个封闭的容器,测试时待上下容器和岩样内部压力平衡后,给上端容器一个压力脉冲。
然后上部容器压力将慢慢降低,下部容器压力慢慢增加,监测两端压力随时间变化情况,直至容器内达到新的压力平衡状态。
测量低渗岩心液体渗透率的压力脉冲技术
等人都用不同的方法作了大量工作 ,对液体介质而
言 ,获得的解析解如下〔5〕:
Δp( t) Δp (0)
=
测量装置及其刻度
1 设备构成 岩心液体渗透率的压力脉冲测量装置如图 1 所
示 。该装置主要由以下三大部分组成 :
6 2
∞ m =1
a(
[θ2m
b2 +
(θ2m
θ2m)
+a
+
( - 1) mb a2 + b +
摘 要 液体在低渗岩心中的流动存在惯性流动阻力 ,应用达西稳定流方法测量岩心液体渗透率是不适宜的 。
根据非达西流动方程和连续性方程的联合求解 ,得到压差变化的对数与时间存在线性关系 ,由直线斜率可以计算 岩心的液体渗透率 。据此原理开发的压力脉冲测量装置由岩心夹持系统 、数据采集与处理系统和压力脉冲系统三 部分组成 。通过刻度脉冲系统参数和采集岩心上游与下游之间的压差随时间的变化关系 ,经计算软件自动处理 后 ,获得岩心液体渗透率值 。实测岩心结果表明 :压力脉冲技术测量误差小 ,耗时短 ,适用于 0. 01 ×10 - 3μm2~100 ×10 - 3μm2 渗透率的岩心 。
驱替压差和很长的流速稳定时间 。例如 ,对于渗透 率为 0. 1 ×10 - 3μm2 的岩样 ,若直径为 2. 54 cm ,长度 为 4 cm ,流量取 1 ml/ min ,测量介质粘度取 1mPa·s , 则所需测量压差达 13. 5 MPa ,流速基本稳定时间长 达 2 h 。此外 ,还需要人工不断地测定流量 。基于这 些原因 ,很有必要开发出新的测量方法 ,本文阐述的 压力脉冲技术实现了这一目标 。
表中的重复误差是指在不同时间对同一岩心两次测量的相对偏差对误差是相对于美国岩心公司生产的cms气测渗透率值的偏差从中可以看出本项测量技术稳定性很好重复误差均小于与美国25家实验室测量误差平均值小于15相比是完全可以接受的记录下游传感器读值为p221不同级别的岩心渗透率测量结果v2p222p221对于同一种测量液体将上述参数输入计算机即可对岩心进行测量测量步骤与结果本项测量技术主要通过人机对话完成在计算机屏幕提示下人工的操作步骤如下将岩心装入夹持器中加围压至测量所需值不超过70mpa针形阀置于初始位置抽真空至极限关闭阀用平流泵注入测量液体注入压力mpa5mpa而后停泵关闭阀开始测量
室内渗透率测量方法对比分析
态法 主要 监测 的是 样 品两 端 的 压 力 差 . 主要 是瞬 态 压力 脉 冲法 。 因 测量 原 理 和 具体 设 备 的不 同 。 实 验 过程 中 在 有一 定 的最佳 测 量 范 围 , 即对 同一 被测 样 品 , 同测 不 量方 法 也 可 能 出现 较 大测 量 差 异 . 对 不 同级 别 的 面 渗透 率岩 样 , 考虑 准确 性 和经 济 因素 , 选择 合 理 的 需
12 定 流 量 法 .
定流 量法 是通 过提供 稳定 流量 .监 测岩 样两 端 压力 变化 。 因为高精 度压 力监 测 比流量 计量 更准 确 ,
因而测量 也更 精确 。定 流量 法 的核心 是高精 度 的恒
流 泵 ( 图 4 , 如 ) ]在岩 样 上端 连 接 一 个恒 速 泵 , 以恒
定 流量 口注入 岩样 ,待 上下 游流量 达 到稳 定状 态 时
作 者 简介 : 昌蓬 (9 5 )男 , 胡 1 8 一 , 山东 东 营 人 , 国石 油 大 学 ( 京 ) 读 硕 士 研 究 生 , 究 方 向 为 页 岩 气储 层 基 础 物 性 测 试 和 中 北 在 研
渗流机理研究 。
・
7 ・ 5
胡 昌蓬 , 宁正福 : 内渗透 率测 量 方法对 比分析 室 可使 压差 增 大几 十倍 , 上百倍 , 决 了水头 差过 小 的 解
因而对 其 准 确标 定 , 有 重 要 的现 实 意 义 。 国 内外 具
流状 态 时通过计 量 底部 水流量 ,即可得 到测 试样 渗
透率 。 西定律 引入 石油 行业 后 。 通用 形式 …为 : 达 其
p: 肚 ( 1 1 )
油气 储 层差 别 非 常 大 ,其渗 透 率 范 围 1 - 1 m 级 06 t z x 不等 。 目前 室 内渗透 率测 量方 法按 测量 原 理分 为两 类 : 态 法和 非 稳态 法 。稳 态法 监 测 的是测 量 介 质 稳
变容压力脉冲法渗透系数测量的误差分析
第29卷 增1岩石力学与工程学报 V ol.29 Supp.12010年5月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering May ,2010收稿日期:2009–03–11;修回日期:2009–05–25作者简介:王 颖(1983–),女,2003年毕业于武汉大学土木工程专业,现为博士研究生,主要从事渗透测量方法以及渗透仪等方面的研究工作。
E-mail :wangying2006whrsm@变容压力脉冲法渗透系数测量的误差分析王 颖,李小春,魏 宁(中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071)摘要:变容压力脉冲法是一种快速(t 50<2.5 h)、宽幅(10-7~10-1 D ,1D = 1×10-3 cm/s)、高精度(偏差<5%)的渗透系数测量新方法,介绍这种方法的理论特点、装置设计原则和试验操作过程。
探讨采用该方法及其装置渗透系数测量的13种误差源,包括装置的、客观的和人为的误差源,总结为6种误差因素。
通过采用ANSYS 有限元软件中渗流模块瞬态脉冲法模拟分析变容脉冲法渗透系数测量的试验过程,重点分析这6种误差因素对渗透系数测量所造成的误差影响。
最后讨论装置设计、制作和实际操作过程中应注意的问题,提出减少误差因素和降低误差影响的方法和应对措施,有助于进一步改进试验装置,优化试验操作,提高试验精度。
关键词:流体力学;变容;压力脉冲法;渗透系数;误差因素;误差分析中图分类号:TB 126 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2010)增1–2746–09ERROR ANALYSIS OF STORAGE-V ARIABLE TRANSIENT PULSEMETHOD FOR PERMEABILITY MEASUREMENTWANG Ying ,LI Xiaochun ,WEI Ning(State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering ,Institute of Rock and Soil Mechanics ,Chinese Academy of Sciences ,Wuhan ,Hubei 430071,China )Abstract :Storage-variable transient pulse method is an advanced permeability measurement method for its properties of fast operation(testing time less than 2.5 h),large range(testing range from 10-7 D to 10-1D) and highprecision(testing error less than 5%). First of all ,the theoretical features ,design principles and testing processes of this new method have been introduced. And then ,the methodological and technological error sources have been discussed ,including the device attached ,the surroundings influenced and man-made produced. All the error sources have been classified to 6 kinds of error factors which have a great impact on measurement testing. The impactions have been analyzed categorically and systematically by using ANSYS modelling. The last but not the end ,matters needing attention during design ,manufacture and operation have been discussed ,moreover ,useful ways and means which can cancel error factors or reduce error effects have been proposed. As a result ,the device will be improved ,and the testing will be rather rational ,and the precision will be furthermore accurate.Key words :fluid mechanics ;storage-variable ;transient pulse technique ;permeability coefficient ;error factor ;error analysis1 引 言瞬态压力脉冲法(transient pulse technique)自W.F. Brace 等[1]于1968年提出并用于测量Westerly 花岗岩的渗透系数,且给出近似解法以来,经过40 a 的发展,已成为几种低渗透系数测量方法中理论成熟、制作容易、成本低廉、操作方便、求解简单、第29卷增1 王颖,等. 变容压力脉冲法渗透系数测量的误差分析 • 2747 • 应用广泛的一种方法。
压力脉冲法渗透率计算方法研究
压力脉冲法渗透率计算方法研究赵世旭【摘要】压力脉冲法是一种较成熟的测定低渗致密岩石渗透率的一种非稳态方法,与传统的稳态法相比不需要达到稳定流动状态,具有测量时间短,压力监测易于实现等优点.该论文针对脉冲法渗透率计算方法进行研究,在此基础上明确了每种方法的适用范围.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】2页(P63-64)【关键词】压力脉冲;渗透率;低渗致密;近似解法;数值解法【作者】赵世旭【作者单位】中国石化华北油气分公司勘探开发研究院河南 450006【正文语种】中文【中图分类】TE岩石渗透率的测量一直是油气田高效开发的基础,低渗致密储层渗透率的测量一直是油气渗流力学研究领域的热点和难点问题。
压力脉冲法通过监测实验过程中压力的衰减来获得岩石渗透率,与常规的稳态法相比,不需要达到稳定流动,且具有测量时间短,压力监测准确等优点。
压力脉冲法最初由Brace et al在1968年提出,并且运用该技术成功的测量了高围压下Westerly花岗岩的渗透率。
该论文针对近似解法和数值解法和其适用范围进行了研究。
下图是脉冲法渗透率测试法的示意图,在被测试岩样的两端各连接一个水箱。
测试时待上下游水箱和岩样中的压力达到平衡P0后,在上游水箱施加一个压力脉冲△P 上游水箱的压力升高为Pi,上下游水箱产生一个附加压力差,流体在压差的作用下开始流动,上游水箱压力开始衰减岩样和下游水箱压力开始上升,最后上下游水箱(岩样两端)的压力重新达到平衡Pf。
通过分析岩样的压力衰减曲线来确定岩样的渗透率。
(1)近似解法在建立瞬态压力脉冲渗透率测试数学模型过程中我们做了以下几个假设:①岩样均质各向同性;②流体在岩样中单向流过;③岩样具有一定的可压缩性和孔隙性;④流体的压缩系数和粘度是常数。
压力脉冲法数学模型如下:μ—流体粘度,mpas;Cf_为渗流介质的压缩系数,MPa-1;Ceff—是岩样的有效压缩系数,MPa-1;Cs是岩石骨架的压缩系数,MPa-1;A-岩样横截面积,cm2;K-岩样渗透率,mD;Ф是岩样的孔隙度,%;V1-上游水箱体积,cm3;V2-下游水箱体积,cm3;Pu-上游水箱压力;Pd-下游水箱压力;Pr-岩样中压力。
脉冲衰减法 渗透率
脉冲衰减法及其在渗透率测量中的应用1. 引言脉冲衰减法是一种常用的测量渗透率的方法,它通过测量流体在多孔介质中的脉冲传输速度来确定渗透率。
本文将介绍脉冲衰减法的原理、实验步骤以及应用领域,以便更好地理解和应用该方法。
2. 原理脉冲衰减法基于多孔介质中流体传输的速度与渗透率之间的关系。
当流体通过多孔介质时,由于摩擦、惯性和压缩等因素的影响,流体的速度会逐渐减小。
根据达西定律,流体速度与渗透率成反比,因此可以通过测量流体速度的衰减来确定渗透率。
脉冲衰减法的基本原理是将流体以脉冲形式注入多孔介质,并测量脉冲信号在介质中的传播速度和衰减情况。
根据传播速度和衰减程度,可以计算出渗透率。
3. 实验步骤3.1 准备工作在进行脉冲衰减法实验之前,需要准备以下设备和材料:•实验装置:包括渗透率测量装置、流体注入装置和数据采集系统。
•多孔介质样品:选择适当的多孔介质样品,如岩石样品或土壤样品。
•流体:选择适当的流体,如水或油。
3.2 实验步骤1.将多孔介质样品放入渗透率测量装置中,并确保样品与装置之间的接触良好。
2.通过流体注入装置将流体以脉冲形式注入多孔介质中,同时启动数据采集系统记录脉冲信号。
3.根据记录的脉冲信号,计算出脉冲传播速度和衰减程度。
4.根据脉冲传播速度和衰减程度,利用相关公式计算出多孔介质的渗透率。
4. 应用领域脉冲衰减法在地质工程、石油工程和环境科学等领域具有广泛的应用。
4.1 地质工程在地质工程中,脉冲衰减法可以用于测量岩石或土壤中的渗透率,从而评估地下水资源和地下水流动情况。
这对于地下水资源管理、地下水补给和土壤污染治理等方面具有重要意义。
4.2 石油工程在石油工程中,脉冲衰减法可以用于评估油藏中的渗透率和孔隙度,从而指导油田开发和油井生产。
通过测量油藏中的渗透率,可以优化开采方案、提高采收率,并减少开采对地下水和环境的影响。
4.3 环境科学在环境科学研究中,脉冲衰减法可以用于测量土壤和地下水中的渗透率,从而评估土壤水分含量和地下水流动速度。
渗透率实验设计
渗透率 测定实验方案设计1 实验目的: 1.1 标准方法简介渗透率测试标准为SY/T5336-1996和SY/T5336-2006,理论基础是达西定律。
标准中包括的渗透率检测方法主要有:气体稳态轴向流测渗透率和液体稳态轴向流测渗透率。
1.2本次实验所针对的方法,研究对象 本次实验主要针对气体稳态轴向流测试渗透率 2 实验原理用加压气体(氮气)在岩心两端建立压力差,使气体在岩样中流动,当气体通过岩样的流动状态稳定后,测定岩心两端的进、出口压力p 1和p 2及在此压差下对应的流量Q 。
按下式计算渗透率值:()1222100102-⨯-=p p A L p Q K a μ 式中:K a —气测渗透率,μm 2; p 0—大气压,MPa ,Q 0—在大气压p 0下气体的体积流量,cm 3/s ; μ—气体的粘度,mPa·s; L —岩样长度,cm ; A —岩样的截面积,cm 2;p1、p2—岩样进出口压力,MPa。
3 实验方案设计3.1实验条件(1)环境因素环境温度:环境温度范围在20±5℃。
环境湿度:环境相对湿度85%以下。
环境压力(大气压):无具体要求。
(2)实验因素注:此表根据自己所涉及的实验而定,如果确定了的数值可直接填入。
3.2实验场所的选择实验场所能够合理放置孔渗检联测仪的试验台、氮气瓶、烘箱和电脑等设备,并且环境符合:温度20±5℃,相对湿度85%以下,其它无特殊要求。
3.3实验仪器与试剂设备和用品有:烘箱、干燥器皿、氮气气瓶、孔渗联测仪、电脑、书写用品、手套等。
3.4样品的制备钻取直径为Φ25mm,长度为25~80mm的岩样,再按照SY/T 5336-2006要求进行洗油、烘干。
3.5样品的选择钻取的岩样经过洗油、烘干后,选取岩样规则,两端面平整且与岩样轴向垂直,即可进行渗透率测试。
3.6实验步骤(1)仪器检漏,检测各接头与阀门及管线、岩心夹持器是否泄漏,具体检测方法详见化验中心《渗透率作业指导书》。
渗透率及其测定
渗透率及其测定渗透率:英文:intrinicpermeability释文:压力梯度为1时,动力黏滞系数为l的液体在介质中的渗透速度。
量纲为[[L2]。
是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。
其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率(k)用来表示渗透性的大小。
在一定压差下,岩石允许流体通过的性质称为渗透性;在一定压差下,岩石允许流体通过的能力叫渗透率。
分类:油藏空气渗透率/(mD)气藏空气渗透率/(mD)特高≥1000≥500高≥500~<1000≥100~<500中≥50~<500≥10~<100低≥5~<50≥1.0~<10特低<5<1.0绝对渗透率用空气测定的介质渗透率叫绝对渗透率,也叫空气渗透率。
它反映介质的物理性质。
有效渗透率(相渗透率)英文:Effectivepermeability释文:在非饱和水流运动条件下的多孔介质的渗透率。
多相流体在多孔介质中渗流时,其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率,又叫相渗透率。
相对渗透率多相流体在多孔介质中渗流时,其中某一项流体的相渗透率与该介质的绝对渗透率的比值叫相对渗透率,用百分数表示。
孔隙渗透率是单根孔隙的渗透率,地层渗透率是孔隙渗透率折算到整个地层截面积之上的渗透率。
孔隙渗透率通常很大,但地层渗透率却不大。
地层渗透率是岩石孔隙特性的综合反映。
孔隙半径、孔隙密度和孔喉比对地层渗透率均产生影响。
孔喉比对渗透率的影响很大,喉道大小是制约渗透率的重要因素。
压汞仪是测定岩心孔径分布及计算渗透率等参数最便捷有效的工具。
从压汞仪软件上可以直接得到以下数据:累积孔体积-压力或孔直径曲线累积比表面积-压力或孔直径曲线微分的孔体积-压力或孔直径曲线孔分数-压力或孔直径:孔径分布图颗粒大小分布(MS和SS理论)孔曲率渗透率孔喉比分形维数(表面粗糙度的指标)还可以计算得出以下孔隙结构特征参数:为了对不同类型的岩心的孔隙结构进行定量分析,根据恒速压汞实验结果,结合国内外近十年来恒速压汞的应用成果,我们对相关孔隙结构特征参数的定义如下。
物理实验技术中的渗透率测量方法与技巧
物理实验技术中的渗透率测量方法与技巧引言渗透率是指流体在固体或多孔介质中传递的能力,是描述固体孔隙结构与流体传递特性的重要参数。
在物理实验中,准确测量渗透率对于研究材料的渗透性质和分析流体在多孔介质中的行为具有关键意义。
本文将介绍几种常见的渗透率测量方法与技巧。
一、常规法测量渗透率常规法测量渗透率是目前应用最广泛和成熟的方法之一。
该方法通常使用固态试样,通过测量流体在试样中的渗透速度来计算渗透率。
具体操作步骤如下:1. 准备试样:选择材料并加工成合适的形状和尺寸。
常见的试样形状包括圆片、方块等。
试样的孔隙率和孔径大小对结果有一定影响。
2. 构建实验装置:通常使用渗流器和流体供应系统组成实验装置。
渗流器应具备压力调节和温度控制功能,以保障流体在试样中的稳定渗透。
3. 测量流量和压差:通过流量计和压力传感器测量流体在试样中的流量和压差。
流量和压差的变化趋势可以反映渗透率的变化规律。
4. 计算渗透率:根据流量和压差的测量结果,可以利用达西定律或庄心法则等计算方法得到试样的渗透率。
二、压汞法测量渗透率压汞法是一种非常经典的测量渗透率的方法,适用于具有密闭孔隙结构的材料。
它利用压汞仪在不同压力条件下测量试样的孔隙度,并将数据与经验公式对应,从而计算渗透率。
下面是使用压汞法测量渗透率的一般步骤:1. 试样预处理:将试样表面处理成光滑均匀的状态,以确保汞在试样中受到均匀分布。
2. 试样固定和浸润:将试样放置在压汞仪内固定好,并浸润试样到一定压力,使汞能够填满孔隙。
3. 参数测量与记录:根据压汞仪的操作说明,测量不同压力下试样内外周围的汞柱高度,并记录数据。
4. 计算渗透率:根据实验数据和经验公式,利用压汞曲线对试样进行拟合,并由此计算出渗透率。
三、数值模拟与计算分析随着计算机技术的发展,数值模拟与计算分析在渗透率测量中也越来越得到重视。
通过建立数学模型和计算流体力学方法,可以模拟多孔介质中流体的传递过程,并进一步计算出渗透率。
低渗透岩心渗透率测试方法总结
低渗岩心渗透率的测试方法:1、稳态法2、脉冲衰减法3、周期振荡法一、 稳态法测量渗透率1、 测试原理根据达西定律Q / S=-k A P/n L式中;Q 为流量(m3/s ); S 为样品横截面积(m2); L 为样品长度(m ) ; n 为流体黏 滞系数(Pa - s ); k 为渗透率(m2); △ P 为样品上、下游的压力差(Pa )。
在岩样 的上、下游端施加稳定的压力差 通过测量流经样品的流量Q 得到渗透率,或者保持恒定的流量Q 而测量上、下游端的压力差△ P 而得到渗透率。
2、 适用条件达西定律定压法测渗透率适用的条件之一是测试介质在岩石孔隙中的渗流需达 到稳定状态,对于中高渗岩样来说$达到稳定状态所需时间较短,因而测试时间 较短但是对于低渗岩样达西实验装置提供的较小压差达到平衡状态时间长伴随 长时间平衡过程带来的是环境因素对测量结果的影响增大3、 实验装备1)定压法石油工业所熟知的达西实验原理即是采用的定压法2)定流量法定流量法是通过提供稳定流量监测岩样两端压力变化因为高精度压力监测比流 量计量更准确因而测量也更精确:誠盘扭剎AUK\ 助轶左向上販动 :A r -Z---^ IB '1 ____hi 忙瞅向上狡劫 昏塞駅成定流量法测试渗透率装置简图4、优缺点此法对于渗透率大于10X 10-3卩m2中高渗透率的储层岩石,测试结果较为准确, 但是若为了保证精度,对设备装置的要求就很高,并且在测量时需要很长的流速稳定时间二、 脉冲衰减法1、测试原理及装置图解与常规稳态法渗透率测试原理不同,脉冲衰减法是基于一维非稳态渗流理论,通 过测试岩样一维非稳态渗流过程中孔隙压力随时间的衰减数据, 并结合相应的数 学模型,对渗流方程的精确解答和合适的误差控制简化, 就可以获得测试岩样的 脉冲渗透率计算模型和方法。
1)瞬态压力脉冲法:瞬态压力脉冲法最早在测量花岗岩渗透系数时提出其原理并给出其近似解在测 试样两端各有一个封闭的容器,测试时待上下容器和岩样内部压力平衡后, 给上 端容器一个压力脉冲。
变容压力脉冲渗透系数测量方法研究的开题报告
变容压力脉冲渗透系数测量方法研究的开题报告题目:变容压力脉冲渗透系数测量方法研究一、研究背景和意义:脉冲渗透法是一种常用的土壤、岩石渗透性测量方法,使用该方法能够非常有效地研究地下水运动、地基基础设计、地下水污染扩散等问题。
目前常用的脉冲渗透法主要基于固定容积的渗透试验,该方法需要对试样加压,并测量定容压力下的时间响应曲线,再利用复杂的计算公式计算渗透系数。
但是,这种方法存在一些局限性,例如需要进行大量的计算、需要比较复杂的参数校正和对地下水压力的灵敏性,因此有必要寻找一种更加可靠且经济的渗透性测量方法。
变容压力脉冲渗透法则是在考虑上述局限性的基础上而发展出的一种新型的脉冲渗透法,使用该方法可以在相同渗透压力条件下获得更大数量的数据点。
这种方法通过改变固定容积的渗透试验方法,使用变容脉冲法获得多个不同的容积,利用容积和渗透压力的变化数据点计算渗透系数。
相较于固定容积法,该方法不仅可以减小人为误差和环境干扰,还能获得更精确和可重复的测量结果,并且可以节省测量时间和成本,更加适合用于各种土壤和岩石的渗透性测量。
二、主要研究内容:本研究将基于变容压力脉冲法,首先介绍这种新型渗透性测量方法的原理,并针对其实际应用进行系统的实验研究。
接着,将构建渗透性测量仪器,进行实验参数设计、现场收集数据等方面的研究,验证该方法对于不同类型土壤和岩石的可适用性和精确度。
最后,通过对比实验结果、理论计算和数值模拟的方法,来总结和验证此领域的最新研究成果。
三、研究方法和步骤:(1)文献阅读和分析,综合学习前人的研究成果和现有的理论模型;(2)构建渗透性测量仪器并测试可靠性;(3)进行场地实验,包括试验设计、数据收集和实验结果分析;(4)通过理论计算和数值模拟方法,对实验结果进行验证和分析;(5)总结研究结果,并提出未来的发展方向。
四、预期结果和贡献:该研究将提供更加完整、详实的渗透性测量方法和实验数据,将有助于确定更为可靠的参数和参数校准方法,对于实际工程应用具有非常高的价值。
渗透率测定方法
煤层渗透率如何测试?
煤层气吸附在煤层里,开采煤层气,测量储层的渗透率非常重要,目前储层渗透率的测试基本有两种方法,一种是实验室测量法,一种是试井直接测量法。
经过改进后测量油气储层渗透率的渗透率仪现在都能够测量绝对渗透率和相对渗透率。
但测量时不能用甲烷,而必须用氮气或阂气,因为甲烷易被煤层吸附,而且吸附后煤层容易膨胀,影响渗透率的准确测试。
相对渗透率的车市有两种方法,一种是非稳态法,该方法首先用盐水将煤芯饱和,而后注入气体排出盐水,记录随时间排出的水、气及压力等数据,然后计算出气水相对渗透率。
另一种是稳态法,该方法是将水气同时匀速地注入到煤芯里,记录出随时间水气排出的情况,然后计算出相对渗透率,这种方法特别对低渗透煤层有效。
试井渗透率的测试是直接在现场试井时测得,对煤层而言,多采用段塞法和注水压降法。
目前评价煤层气储层渗透率的好坏主要是试井测量法,因为试井渗透率最能反映储层最原始状态下的渗透率,而实验室所得的数据往往误差较大。
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地下水模数
地下水模数什么是地下水模数?地下水模数是指地下水的储存和传导能力。
它反映了岩石或土壤中的孔隙对地下水流动的阻力程度。
地下水模数是衡量地下水资源丰度和可利用性的重要指标之一。
地下水模数的测定方法直接测定法直接测定法是通过实地观测和实验来确定地下水模数。
常见的直接测定方法有:1.瞬变法:利用注入或抽取大量液体后观察井孔压力变化,计算得出地下水模数。
2.脉冲试验:在井中注入短时间内液体,并通过观察井孔压力变化来计算地下水模数。
3.恒定压力法:在井中施加恒定压力,观察井孔压力随时间变化,从而得出地下水模数。
间接测定法间接测定法是通过采集现场数据,并应用相关理论和公式进行计算得出地下水模数。
常见的间接测定方法有:1.饱和渗透试验:通过在不同深度设置渗透试验井,记录渗透试验井中的水位变化,结合渗透率计算公式,间接计算得出地下水模数。
2.地震测井:利用地震波在地下传播的速度和衰减程度来推断地下水模数。
3.数值模拟方法:通过建立数学模型,运用有限元或有限差分等方法进行计算,得出地下水模数。
地下水模数的意义和应用水资源管理地下水模数是评估地下水资源可利用性的重要指标。
通过对不同区域的地下水模数进行比较和分析,可以合理规划和管理水资源。
例如,在干旱地区,如果地下水模数较高,则说明该区域的储存能力较强,可以考虑开发深层次的地下水资源。
地质工程在土木工程和岩土工程中,了解地下水模数对于设计合理的基础设施非常重要。
例如,在隧道、坝体、桥梁等工程中,需要考虑周围岩石或土壤中的地下水流动情况,以保证工程的安全性和稳定性。
环境保护了解地下水模数对于环境保护和污染防治也至关重要。
通过研究地下水模数,可以预测地下水的流动方向和速度,及时发现并防止地下水受到污染。
地下水模数的影响因素地下水模数受多种因素的影响,主要包括:1.岩石或土壤的孔隙结构:孔隙结构越复杂,地下水模数越低。
2.孔隙度和渗透率:孔隙度和渗透率越大,地下水模数越高。
注水试验段类型分类
注水试验段类型分类
注水试验是一种用于探测油藏储层性质的方法。
在注水试验中,将水注入油藏,观察水的流动情况并分析其对储层的影响,从而推测油藏的物理性质和流体运动规律。
根据注水试验的不同目的和方法,可以将其分为以下几类段类型:
1. 静止段:静止段是指在注入一定量的水之后,油井内的水流速度达到稳定状态时,记录下的数据。
静止段可以用来获得储层渗透率、孔隙度等参数。
2. 渗透率测试段:在注水试验中,通常采用不同的注水压力来测试储层渗透率。
渗透率测试段是指在不同注水压力下,测量水流速度与压力的关系,并据此计算储层的渗透率。
3. 储层压力测试段:在注水试验中,可以通过监测注水压力变化来了解储层内部压力的变化情况。
储层压力测试段是指在注入一定量的水之后,记录下水压力与时间的变化曲线,并据此计算储层压力变化的速率和趋势。
4. 储层流量测试段:储层流量测试段是指在不同注水压力下,测量注水量与时间的关系,并据此计算储层的渗透率和油藏储量。
5. 油水相对渗透率测试段:在注水试验中,可以通过测量不同水相对渗透率来了解油藏的流体运动规律。
油水相对渗透率测试段是指在注入不同含水率的水后,
测量水和油的渗透率,并据此计算油水相对渗透率的变化趋势。
以上是注水试验段类型的一些基本分类,不同类型的试验段可以用于研究不同的油藏性质和流体运动规律。
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Accepted 28 October 1996
Abstract
Permeability of Indiana Limestone samples undergoing deformation in a triaxial cell along several stress paths such as triaxial compression, hydrostatic compression and uniaxial strain was measured using the oscillating pulse technique. This technique consists of applying a sinusoidal pressure wave at the upstream end of the sample and recording the pressure-time behavior at the downstream end. The solution to the general one-dimensional diffusivity equation can be obtained by applying the appropriate boundary conditions to give a method of evaluating diffusivity and permeability in a relatively short time. The process of sending a pulse to evaluate permeability has been programmed in Visual Basic which can be incorporated into any regular triaxial testing automated routines to measure permeability at different stages of loading until failure. Stored waveforms of the upstream and downstream pressure responses with time are analyzed to evaluate the attenuation and phase shift in the waveform. For comparison purposes, permeability was also measured using steady-state methods for samples subjected to a hydrostatic compression stress path and good correlations were observed. During triaxial compression failure tests, in most tests the permeability decreased continuously until the end of the test. Permeability also decreased with increasing confining pressure, while under uniaxial strain (i.e. one-dimensional compaction (k 0) tests), there was a sudden reduction of permeability at a particular stress level.
P. Suri a, M. Azeemuddin b, M. Zaman ~~, A.R. Kukreti a, J.-C. Roegiers b
a School of Ciril Engineering and Encironmental Science, The Um) ersitv ~/'Oklahoma, Norman, OK 73019. USA h School of Petroleum and Geological Engineering, The Unicersity ~f Oklahoma, Norman, OK 73019. USA
* Corresponding author.
0920-4105/97/$17.(X1 Copyright ~5 1997 Elsevier Science B.V. All rights reserved. PII S0920-4105(96)00073-3
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P. Suri et al. / Journal of Petroleum Science and Engineering 17 ~1997) 247 264
ity formations, when subjected to effective stress increases due to productions, are often found to undergo sudden and drastic volume reductions through a micro-level mechanism called pore collapse. Reductions in permeability can result in a decrease of ultimate recovery, reservoir compaction, subsidence, etc. Consequently, the measurement of permeability in the laboratory under simulated conditions of pressure and temperature is important for the petroleum industry. Permeability measurements in a triaxial test setup have traditionally been carried out in one of two ways: (1) steady-state methods; and (2) transient methods (e.g., Brace et al., 1968). Rocks with high permeability can easily be measured by the former technique while it is more convenient to use transient methods for low-permeability rocks having permeability values of the order of < 1 - 10 14 c m 2 (l ~.LD) (Brace et al., 1968). For tight rocks, either due to the fact that the flow rate is too small to be measured accurately, or that unrealistic long times are required to reach stabilized flow conditions, the steady-state measurement methods become inconvenient and impractical. Moreover, pressure can usually be measured more accurately than flow rate. In such cases, transient techniques, originally pioneered by Brace et al. (1968) are resorted to. The method consists of applying a sudden pressure pulse upstream of a jacketed sample subjected to confining pressure and pore pressure and attached to upstream and downstream reservoirs of known volumes; and recording the pressure-time histories in both the reservoirs. The decay characteristics depend upon the permeability, the dimensions of the sample and the reservoirs, and on the physical characteristics of the fluid. The permeability can be evaluated by comparing the observed pressure decay in the upstream reservoir with the behavior predicted analytically. A more general approach was used by Trimmer et al. (1980) and Lin (1982), in which no experimental restrictions on the reservoir volumes were imposed. The measurements were performed in the same manner as described by Brace et al. (1968), and permeabilities were evaluated numerically using a one-dimensional finite-difference model. Hsieh et al. (1981) presented a general analytical solution which accounts for the compressive storage in the rock sample, and is applicable to all sizes of the upstream and downstream reservoirs. Based on the techniques developed by Hsieh et al. (1981) and Neuzil et al. (1981), one can graphically estimate the permeability and storage capacity of the rock samples. The transient step method requires measurements for long periods of time and utilizes graphical curve-matching procedures. Kranz et al. (1990), based on the literature on thermal diffusivity measurements (Cowan, 1961; Cerceo and Childers, 1963), applied oscillating boundary conditions to study the hydraulic properties of tight rocks. The method was also used by Fischer (1992) and Fischer and Paterson (1992) to determine the permeability and storage capacity of rocks under high temperature and pressure. The method consists of applying a sinusoidal pore pressure oscillation at the upstream end of a sample and recording the pressure-time response at the downstream end. In this paper, the oscillating pulse technique has been modified to be applicable to a wider range of rocks. The technique has been programmed in Visual Basic language and is used to determine the permeability changes in Indiana Limestone subjected to increasing effective stresses under different stress paths in a triaxial cell. The results are found to be consistent with those obtained using other techniques (steady-state methods). Drastic changes in permeability were observed during uniaxial consolidation at the time of pore his study was to develop a fast and efficient means of measuring stress-dependent permeability in rocks undergoing given loading paths, and to determine the applicability of the oscillating pulse technique. It was also intended to evaluate the sensitivity of the frequency of the oscillating pulse on the values determined using this technique.