毛管力曲线测定
毛管压力曲线与J函数
9
r
• 当曲面为柱面时 • ①当珠泡处于停止状态时，球形曲面产生的毛管力
方向指向油相内
• 柱面产生的毛管力
• 方向也指向油相内 • 故油柱或液泡静态的毛管力效应PⅠ为
PI
= P′ P′′= 2σ R
σ r
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= 2σ (cos θ 0.5)
10
r
• ②当珠泡运动到喉道时，所需阻力就更大 P P 2
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23
七 毛管压力曲线的分析及应用
教学目的 掌握利用毛管压力曲线来直接或者间接确定 储层参数。
教学重点、难点 利用毛管压力曲线来确定饱和度随油水过渡 带高度之间关系
教法说明 课堂讲授
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• （一）毛管压力曲线的分析
Pc
Pc50
b
a
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0 Swi
50 湿相饱和度
•即
2 Pc • k
c • cos
•令
2 J (Sw)
c
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33
则
由于θ值很难用储油物性测出，因此忽略掉：
• б—达因/cm 界面张力
• K—渗透率 cm²
• θ—接触角 °
• —孔隙度 %
• Pc—毛管力 达因/cm²
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34
•
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。21.8.1521.8.15Sunday, August 15, 2021
•
10、低头要有勇气，抬头要有低气。14:10:3014:10:3014:108/15/2021 2:10:30 PM
•
11、人总是珍惜为得到。21.8.1514:10: 3014:1 0Aug -2115-Aug -21
核磁共振 谱法估算毛管压力曲线综述
文章编号:1000-2634(2003)06-0009-04核磁共振T2谱法估算毛管压力曲线综述Ξ阙洪培,雷卞军(西南石油学院基础实验部,四川南充637001)摘要:用油藏实测NMR T2谱换算毛管压力曲线,首先需正确确定T2截止值,将T2谱划分为束缚流体T2谱和可动流体T2谱,然后对可动流体T2谱进行烃影响的校正,校正后的可动流体T2谱加上束缚水T2谱获得S W为1条件下的T2谱,然后用换算系数κ将T2谱直接转换成毛管压力曲线。
经大量岩心分析和实际NMR测井数据试验表明,碎屑砂岩油藏NMR测井T2分布数据估算毛管压力曲线方法可靠,与岩心压汞毛管压力曲线吻合,其精度相当于常规测井解释。
应用这一方法换算的毛管压力曲线可用于确定含油(气)深度范围的饱和度—高度关系,确定油藏自由水面位置。
关键词:核磁共振T2谱;毛管压力曲线;碎屑砂岩;测井解释中图分类号:TE135 文献标识码:A 油藏毛细管性质决定油水分布,因此毛管压力的测定是油藏表征的基本要素。
迄今毛管压力曲线的测定仅限于岩心分析,通常岩心数量非常有限;其次取心有机械风险,且费用高,实验室岩心分析常常不能完全代表井下的渗透条件;第三只能取得小块岩心,不一定能代表目的层段。
用油藏NMR测井T2分布数据直接换算毛管压力曲线,其优点是不用取心,也不采用电缆测井连续取样,不失为缺乏岩心的油井获得毛管压力曲线的一种新方法,同时开辟了一种确定油藏饱和度—高度关系的新途径。
本文综述了根据NMR测井T2分布数据直接换算毛管压力曲线的方法及烃对T2谱影响的校正方法[1],举例介绍了这一方法的应用效果。
1 NMR T2谱直接换算毛管压力曲线的理论基础NMR测井工具测量氢核自旋磁化强度感应信号的强度及其随时间的衰减。
对于真实岩石,由于岩石的孔隙分布是非均匀的,弛豫时间呈多指数特征衰减。
核磁信号强度与测量体中的流体(水或烃)的氢原子量成正比,对100%水饱和的岩石而言,弛豫时间与孔隙大小成正比,孔隙越小,弛豫时间越短,反之弛豫时间越长,这样孔隙大小的分布就决定了弛豫时间的分布。
岩心孔隙度渗透率及毛管压力曲线测定及应
应用之三：确定油层储能损失及产能界限
应用数理统计方法，根据岩心测定的孔隙度和渗透率数据，分别作出
相应的直方图。根据这些直方图中的曲线来选择油层的界限值，进而确定出
油层损失储量及产油能力的大小，并找出最佳界限值，对油层的储集性能和
渗透性能进行评价。
10000 1000
石东4井清水河组孔渗关系图 （2657.04m～2669.14m）
13
三 常规物性特征参数的应用
1、孔隙度和渗透率的应用
应用之一：
碎屑岩储集层评价标准
是 计 算 油 田 储 量 分类参数
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
的基本参数，也
孔隙度 %
>20
15～20
10～15 5～10 <5
是确定油层有效
渗透率 10-3μm2
>100 100～10 10～1 1～0.1 <0.1
厚度的基础数据
13 14 15 16 17 18 19 20
孔隙度，%
石东4井清水河组渗透率直方图 （2657.04m ～2669.14m ）
40 百分含量，% 累计百分含量，%
35
30
25
100 90 80 70 60
20
50
40 15
30 10
20
5
15 10
0
0
3.2 6.4 12.5 25 50 100 200 400
测试
煤油中抽空饱和
压汞 法
接样
烘样、称重
测孔隙度、气体渗透率
出分析报告
处理资料
测试
图2 毛管压力曲线测定流程 12
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
(3-4)毛管压力曲线
（二）毛管压力曲线的定量特征
Pc ， × 0.1MPa rc ， μ m
P1
100 B
1 0 Pc50 1 PT
0.01 100 S min
0.075
0.75
A α
r max 7.5
S AB
50
0
S HG ， %
图9—30 毛管压力曲线的定量特征
描述毛
管压力曲线的 定量指标主要 有：排驱压力
或阈压PT、饱
A、中间平缓段越长，表明岩石孔隙孔道的分布越集中， 分选性越好。
B、平缓段位置越靠下，说明岩石喉道半径越大。
3、末端上翘段
曲线的最后陡翘段表明非湿相进入岩心孔隙的量越来越 小，毛管压力急剧升高，最后只有很少的孔隙还存在湿相流 体，非湿相流体已不能把这些小孔隙中的湿相流体驱替出来。 因而再增加压力，非湿相饱和度已不再继续增加。
7.81 17.81
8
260
1.225
0.1
0.14
l0.7
6.25 10.00
9
390
1.235
0.01
0.08
6.3
0.63 3.75
10
＞390
1.285
0.05
0.08
6.3
3.12 3.12
半渗透隔板
岩心的毛管力曲线 隔板的毛管力曲线
PT（ 隔 板 ）
c
PT（ 岩 样 ）
0
Sw ,%
100
曲线不宜直接用于油田。 2）水银有毒，对人体有害。 3）试验结束时，岩样充满水银，不宜再做其它试验。
3、离心机法
（1）基本原理 利用离心作用产生的强大驱替压力达到非湿相从多孔介质中把湿相驱替出来的 目的。根据普通物理学知识得，沿转动轴转动的物体所产生的离心力F应为：
实际油藏条件下毛管力曲线测定方法
实际油藏条件下毛管力曲线测定方法李爱芬;付帅师;张环环;王桂娟【摘要】研发高温高压毛管力曲线测定仪,使用地层水和含有溶解气的地层油,模拟油藏温度和压力条件,测定渗透率不同的3块岩心的地下毛管力曲线,并与压汞法得到的地下毛管力曲线进行对比.结果表明:由压汞毛管力曲线按照常规转换方法得到的地下毛管力曲线均比实测毛管力曲线低,两种曲线在曲线平缓段有较大差别,渗透率为(0.3～1.3)×10-3 μm2的岩心,润湿相饱和度70％时毛管力差值为0.08 ～0.12 MPa;通过压汞毛管力曲线与实际毛管力曲线拟合,渗透率为(0.3～1.3)×10-3 μm2的岩心实际转换系数为4～5(常规转换系数为7.26),渗透率越高的岩心拟合系数越低.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(040)003【总页数】5页(P102-106)【关键词】毛管力曲线;油藏条件;半渗隔板法;油驱水;转换方法【作者】李爱芬;付帅师;张环环;王桂娟【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE344引用格式:李爱芬，付帅师，张环环，等. 实际油藏条件下毛管力曲线测定方法[J].中国石油大学学报(自然科学版)，2016,40(3)：102-106.毛管力曲线应用广泛[1-5],是油藏开发方案设计的重要基础资料。
目前常用的测定方法有压汞法、半渗隔板法和离心法等。
这些方法是将岩心中饱和润湿相流体用非润湿相流体驱替得到毛管力曲线[6-11]。
地层条件下毛管力曲线是将室内测试条件及油藏条件下岩石的润湿角及流体界面张力代入转换公式得到[1,12]。
近几年虽然很多学者对毛管力曲线的测试方法进行了大量研究,但都不是在油藏条件下直接测试的。
毛管力曲线的计算及应用
一、什么是毛管压力曲线？ 毛管压力曲线就是毛细管压力与湿相饱和度 的关系曲线。
二、压汞法的基本原理
必须对非湿相流体施压，才能将它注入到 岩芯的孔隙中去。所加的压力就是附加的毛管 压力。……随着注入压力的不断增加，水银就 不断进入较小的孔隙。
毛管压力是在多孔介质的微细毛管中，跨越两 种非混相流体弯曲界面的压力差，其数学表达式 为：
Dm = (D5 + D + D25 +L+ D85 + D95 ) /10 15
Dm = (D + D50 + D84 ) / 3 16
（3）峰值（dm），是最常出现的孔隙直径， 即频率曲线的峰。
分散度的量度
（4）孔隙的分选系数（Sp），是样品中孔隙大 小标准偏差量度。Sp值越小，则大直径的孔隙 越均匀。其计算公式为：
100pc1 h= 1 ρw −ρo
由此得油水过渡带高度
100pc2 h2 = ρw −ρo
how = h2 − h 1
4
2
改为：
SO SO − SOrg = 0.93752 1− Swi 1− Swi − SOrg
4
(2-49)
2
Kro
Og
(2-49)
（2）饱和度中值压力Pc50：饱和度中值压力是指饱 和度为50%时对应的注入曲线的毛管压力，这个数 值反映了两相流体各占一半时的特定条件。当孔隙 中充满油、水两相时，可以用 Pc50的值来衡量油的 产能大小。
2 平均毛管压力曲线的确定 根据储层的平均孔隙度、 渗透率以及束缚水饱 和度，利用上面回归出的J函数的表达式则可反求储 层的平均毛管压力曲线，即
岩心孔隙度渗透率及毛管压力曲线测定及应用
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.1.3、总孔隙度的测定
岩心总孔隙度测定采用的是封蜡法。此方法适用于不能 采用氦气法和饱和煤油法测定的胶结疏松、易散的岩心和重 油胶结的岩心。岩样需采用冷冻采样，表面要处理光滑。
原理：首先用浮力定律求出岩样的总体积和颗粒体积 ，岩样的总体积减去岩样的颗粒体积就可求得岩样的有效 和无效孔隙体积之和，由此可求得岩样的总孔隙度。
三 常规物性特征参数的应用
1、孔隙度和渗透率的应用
应用之一：
碎屑岩储集层评价标准
是计算油田储量 的基本参数，也
分类参数
孔隙度 %
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
>20
15～ 20
10～ 15 5～10 <5
是确定油层有效
渗透率 10-3μ m2
>100 100～10
10～ 1 1～0.1 <0.1
厚度的基础数据
排驱压力 MPa
0 .0 0 5 mm）， 连 通 性 差
只含少量填隙物内孔隙 或个别含一些其它类型 孔隙，孔隙很小（直径 0 .0 0 5 ～ 0 .0 0 1 m m ），连 通
性很差 基本无孔隙或偶见一些 填隙物内孔隙，孔隙直 径 一 般 小 于 0.001mm，
基本不连通
以中细粒砂 岩 为 主 ，填 隙 物 含 量 低 ，主
(m3m1)10% 0 (m3m2)
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.1.2、氦孔隙度法
此方法操作简单准确、重复性高，但对样品规格要求很 高，样品必须绝对规则才能用此方法。此方法不适用于孔隙 度、渗透率极低的岩心，否则会影响数据的准确性。
原理：根据波义耳定律，以一定的压力向原来处于一个 大气压条件下的岩样内压入一定体积的气体，就能测出岩样 的有效孔隙体积。根据测出的压力数值可以计算出岩样的颗 粒体积和孔隙体积，根据岩心室中标准块体积可求出岩样的 总体积，由此就可计算出岩样的有效孔隙度。
毛管力曲线及其应用
V进 0
优点:测定速度快；测量范围大(20-30MPa)。
四、岩石毛管力曲线的测定方法
压汞仪
4.3 离心法
Pc
特点：测定速度快，所采用的流体又接近 油藏实际。
5
四、岩石毛管力曲线的测定方法
5、毛管力曲线的分析 5.1毛管力曲线的基本特征
进汞曲线退汞曲线来自四、岩石毛管力曲线的测定方法
曲线特点:
(1)进汞毛管力>退汞毛管力; (2)SHg退>SHg进
18605461123
8
1界面能依存于两相界任何界面都趋于缩小2面界面能分布于整个界面层3界面能的大小与两相分子的极性有关两相极性相近的分子间引力大界面张力越小h1h2界面层内分子比相内部分子多具有的那部分能量
李爱芬 中国石油大学（华东）石油工程学院
2010年3月
内 容：
一、界面张力 二、岩石的润湿性 三、岩石孔隙的毛管力 四、毛管力曲线的测定 五、毛管力曲线的应用
WE—相当于强亲水油藏 的水驱采收率。
裂缝油藏毛管力曲线特征
6、毛管力曲线的应用
6.1 评价孔隙的均匀程度
毛管力曲线的形状主要 受喉道的分选性和大小
控制。
•平缓段越长， 孔隙越均匀； •曲线位置越 低，渗透性越好。
6.2 研究岩石的孔隙结构
(1)可以确定岩石的最大孔隙半径
rmax
=
2σ cosθ PT
5.2 毛管力曲线的特征参数
(1)阈压PT： 非湿相开始进入岩心最大喉道 的压力。 (2)中值压力Pc50： 饱和度50% 所对应的毛管压力。
(3) 最 小 湿 相 饱 和 度 Smin ： 随 驱替压力升高，湿相饱和度 也不再减小时的饱和度 。
用驱替曲线研究岩石孔隙结构
毛管压力曲线实验
第二节储层岩石的毛管压力曲线（8学时）一、教学目的会计算任意曲面的附加压力，了解毛管压力曲线的测定与换算；了解毛管压力的滞后现象；分析毛管压力曲线；了解毛管压力曲线的应用。
二、教学重点、难点教学重点：1、任意曲面的附加压力的计算；2、毛管压力曲线的测定与换算；3、毛管压力的滞后现象；4、毛管压力曲线的分析及应用。
教学难点1、任意曲面的附加压力的计算；2、毛管压力曲线的测定与换算；3、毛管压力曲线的分析及应用。
三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题：一、任意曲面的附加压力二、毛管中液体的上升(与下降)三、毛管压力曲线的测定与换算四、毛管压力的滞后现象五、毛管压力曲线的分析及应用（一）、任意曲面的附加压力一、任意曲面的附加压力拉普拉斯方程：讨论: (1).毛管中弯液面为球面时毛管压力Pc:毛管中弯液面两侧非湿相压力与湿相压力之差 大小: 方向:指向弯液面内侧 分析讨论:Pc 与r 成反比, r 越小,Pc 越大Pc 与б成正比, б越大,Pc 越大Pc 与cos θ成正比, θ→0°或θ→180°,Pc 越大(2).毛管中弯液面为平面时)11(21R R P +=∆σrR P P c θσσcos 22==∆=rP c θσcos 2=(3).毛管中弯液面为柱面时(4).毛管断面渐变时(5).裂缝中的毛管压力（二）、毛管中液体的上升(与下降)气-液系统:式中：A ——附着张力=σcos θ，达因/cmr ——毛管半径，cmρ——液体密度，g/cm 3g ——重力加速度，cm/s 2σ——液体的表面张力，达因/cm=∆P rP P c σ=∆=rP P c )cos(2βθσ±=∆=WP P c θσcos 2=∆=gr h w ρθσcos 2=θ——接触角h ——液体上升高度，cm油-水系统:根据毛细管公式我们可以看到：1、毛管压力c P 和θcos 成正比，090 θ，极性大的那一相为润湿相，θcos 为正，c P 为正，此时润湿相沿毛管自发吸入上升。
(3-4)毛管压力曲线
（2）仪器流程（低压（常压）半渗透隔板法）
（3）测定步骤（低压（常压）半渗透隔板法）
A、将岩石和半渗透隔板用地层水完全饱和后，纪录岩石中饱和水的体积，此饱和 水的体积既是岩石的孔隙体积，此时岩石的含水饱和度为100%，将隔板装入仪 器中； B、饱和水的岩石防在隔板上面，（纪录该度管中的液面读数，计为0位置）；
会造成误差，特别对于低孔隙、低渗透的岩样，其误差会更 大。
（三）毛管压力曲线特征的影响因素 1、岩石孔隙结构及岩石物性 A、孔道大小的分布越集中，分选越好，毛管力曲线的中间平缓段
也就越长并且越接近水平线。 B、孔隙半径越大，则中间平缓段越接近横轴，毛管压力值越小。 C、孔隙喉道大小及集中程度主要影响着曲线的歪度(又叫偏斜度)， 它是毛管压力曲线形态倾向于粗孔道或细孔道的量度。大孔道越多，
中、低各种渗透率岩心，且都能得到完整的毛管压力曲线。
3）形状不规则的岩样也能进行测试。 4）作退汞（湿相驱非湿相）试验很方便，而退汞曲线的应用很广。
压汞法的缺点：
1）不能模拟实际油层的润湿性和原生水饱和度，因此，所测毛管压力 曲线不宜直接用于油田。
2）水银有毒，对人体有害。
3）试验结束时，岩样充满水银，不宜再做其它试验。
（2）仪器流程 （3）实验结果
A、压汞曲线（驱替曲线）； B、退汞曲线（吸入曲线） C、退汞效率=从岩石中退出汞的体积/进入岩石中的汞的最大体积
=（SHgmax- SHgr) / SHgmax
SHgmax——岩石中最大进汞饱和度, SHgr——岩石退汞后残留汞饱和度。
（4）优缺点
压汞法的优点：
1）测定速度快，通常每1-2小时测一块样品，低渗岩样也只不过半天。 2）测量压力高，最高压力可达6000psI（420atm），因此适用于高、
毛管压力曲线定量关系探究
都不知道 毛管压力存 在定量 的函数关 系式 。本次研
究先进行 压汞 实验 ， 再分 别用 各 个数 学 模 型进 行 拟
合， 从拟合 效果 上来 评 价数 学模 型。通 过选 取 合适
的参数 ， 应用 毛管 压 力定 量数 学模 型 能 获取 毛 管压 力 曲线 ， 在一定程度 上减少 了实验次数 。 这
汞 不润湿 岩 石 孔 隙 ， 在外 加 压 力 作 用 下 ， 克 汞 服 毛管力 （ 口毛管 阀压 ） 进 入 岩石 孔 隙 。随 压 人 可 力增 加 ， 汞依 次进 入岩 石大 、 小孔 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 。
建 晓 江。 ，
６ ００ ； １５ ０
７ ５０ ） ４ １０ 庆阳
（ ．油气藏地质及开发工程 国家重 点实验室 西南石油大学 ， １ 四川 成都
２ ６５ ；．中油长 庆油 田分 公司 ， ６５ ５ ３ 甘肃
摘 要 ： 了探 究毛 管 压 力 曲 线 定 量 函数 关 系 ， 取 ３块岩 样 进 行 压 汞 实验 ， 出毛 管压 力 曲 线 ， 为 选 作 然后 分 别 用描 述 毛 管 压 力 曲线 定 量 函数 关 系的 Ｃ ｒｙ模 型 、 ｒｏｓ ｏ ｙ模 型 、ａ ｅｕｈｅ ｏｅ Ｂｏｋ —Ｃ ｒ ｅ ｖｎＧ ｎ ｃｔ ｎ
第 １ 囊 第５ ９ 期 ２ １ 年 １ 月 ０２ ０
Ｄ Ｉ１． ９ ９ｊｉ ｎ １０ ６ ３ ．０ ２ ０ ．３ Ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ６— ５ ５ ２ １ ． ５ ０ ３ ｓ
毛 管压 力 曲线 定 量 关 系探 究 学 ， 山东 青岛
压汞法测定毛管力曲线
中国石油大学油层物理实验报告实验日期： 2014.11.04 成绩：班级：石工(实验)1202 学号：姓名：教师：张俨彬同组者：压汞法测定毛管力曲线一．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，如图所示。
1-压汞曲线 2-退汞曲线典型毛管力曲线三、仪器流程与设备压汞仪流程图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：φ25×（20--25mm ）岩样；可测孔隙直径范围：0.03-750μm 。
2、汞体积计量系统：采用差压传感器配合特制汞体积计量管计量汞体积。
进汞实验时，高压泵驱动酒精沿管线经隔离阀进入汞体积计量管，计量管中的泵下行，沿管线经岩心室和岩心。
进汞压力的大小由高压计量泵控制，数据由压力表组读取。
进入岩心的汞体积通过汞体积计量管和差压传感器测定。
计量管内上部为酒精，下部为汞。
差压传感器右端与计量管上端相连，管线内充满酒精；其左端与测量管底部相连，管线内充满汞，因此，差压传感器两端的压差为：()gh P 酒精汞-ρρ=∆ΔP----差压传感器两端的压差，Pa ；ρ汞，ρ酒精---分别为实验条件下汞和酒精的密度，kg/m 3； h---汞体积计量管中汞柱的高度，m 。
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。
中国石油大学(华东)毛管力曲线的测定
毛管力曲线的测定一、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1所示。
图1 典型毛管力曲线三、实验流程图2 压汞仪流程流程图(岩心尺寸：φ25×20--25mm，系统最高压力50MPa)四、实验步骤1．用游标卡尺测量岩心直径和长度，并记录；2．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15~20分钟；3．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28.00~35.00cm 之间；关抽空阀，关真空泵，打开真空泵放空阀，关闭补汞阀；4．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；5．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、实验数据处理实验原始记录如表1（最后附表）所示。
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）；任一毛管力P c 对应岩心含汞饱和度S Hg ：0()100%100%Hg i Hg PPV A h h S V V '-=⨯=⨯ 式中： h 0－进汞压力为零时，汞体积计量管中汞柱的高度，cm ；A －计量管横截面积，cm 2；V p －岩心中的孔隙体积，24P V d L πφ= ，cm 3；d －岩心直径，cm ；L －岩心长度，cm ；Ф－岩心孔隙度，小数； 以第二组数据为例：02()0.3576(33.1232.99)100%100% 1.42%2.574 2.3620.268i Hg P A h h S V π'-⨯-=⨯=⨯=⨯÷⨯⨯ 以此计算其他组压力下汞饱和度，并填入数据记录表1。
06刘金涛 (10021106) 毛管力曲线测定
中国石油大学（油层物理）实验报告实验日期：2012.12.17 成绩：班级：石工10-3班学号：10021106 姓名：刘金涛教师：张俨彬同组者：包琛龙全一鸣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．掌握毛管力曲线的概念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，如图所示。
汞与空气的界面张力σ=480达因／厘米，接触角θ=140o。
图1 压汞毛管力曲线三．仪器组成：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，计算机实时数据采集处理控制系统七大部分组成。
仪器性能指标：1．使退汞压力可达0.005MPa(绝对压力)以下,最高压力50MPa 以上。
实验过程实现全自动控四．实验步骤1.装岩心，抽真空。
打开岩心室，装岩心、关岩心室。
关岩心室阀，关真心泵放空阀，开真空泵电源。
开抽空阀抽空15分钟-20分钟。
2.充泵。
开岩心室阀，开隔离法。
调节汞杯高度。
关抽空阀。
关真空泵电源。
慢开真空泵放空阀。
3.开泵进液阀，关隔离法，开补汞阀。
开抽空阀，打开岩心室，取出岩心。
4.清理台面汞珠。
关紧岩心室，清扫桌面汞珠。
五．实验数据记录和处理实验原始数据见下表表1 毛管力曲线测定数据记录和处理表1.实验数据处理。
计算过程如下（以进汞第二组数据为例）：322cm 227.5428.0450.2520.24141=⨯⨯⨯⨯==πφπL d V P %659.1227.5）38.3568.35（2891.0%100)(%1000=-⨯=⨯-=⨯=P i p Hg HgV h h A V V Sm 08.1470.0057354.07354.0140cos 4802cos 2μθσ===⨯⨯-==ccocP P P r2.绘制压汞毛管力曲线根据实验数据，在半对数坐标上做出的曲线，绘制压汞毛管力曲线如图2所示。
第九章 储层多孔介质中的毛管压力及毛管压力曲线
4.两相流体处于裂缝间（平行板间）的毛管力
Pcz
R1
2 cos W
裂缝宽度越小，则毛管压力越大。
5、理想砂岩砂粒接触处流体环状分布的毛管力 砂岩中两个等直径砂粒，湿
砂 粒
相流体在砂粒点周围呈环状分布，
湿 相
R
1
非湿相则位于孔道中心部分，两相
1、球面上的毛管压力
C
R
2
R
1
图9—3 曲面的附加压力
1、球面上的毛管压力 任何简单曲面必然存在 附加压力，该毛管压力的方
C
向与液面的凹向一致（即图 中箭头所示），附加压力的
R
2
大小由拉普拉斯方程可得
R
1
（忽略重力的作用）：
图9—3 曲面的附加压力
1 1 P ) c ( R R 1 2
r R cos
θ
2
θ
1
a
湿 相
界 面 运 动 方 向
2、毛管半径突变引起毛管滞后 （图9-15）
吸入
rt
非湿相
rp
a
湿相
界面运动方向
图9—15毛管直径突变引起毛管滞
3、毛细管半径渐变引起毛管滞后
吸 入
非 湿 相
驱 替
rt
θ βห้องสมุดไป่ตู้
rp
θβ
湿 相
界 面 运 动 方 向
图9—16毛管直径渐变引起毛管滞后
4、实际岩石孔隙中的毛管滞后
开的平面。
（4）对于实际油层来说，当岩石表面为亲水性时，水能 在毛管力作用下自动进入岩心，驱出了岩心中的油，这一过 程就称为吸吮过程或称自吸过程。 反之，当岩石表面亲油（θ＞90°）时，岩样不能自动
混凝土中毛细孔曲线检测技术规程
混凝土中毛细孔曲线检测技术规程一、前言混凝土是一种重要的建筑材料，其性能与质量直接影响着建筑物的使用寿命和安全性。
而混凝土中毛细孔曲线的检测可以有效地评估混凝土的质量和性能，因此在混凝土材料的生产、施工和使用中具有重要的意义。
二、检测原理混凝土中毛细孔曲线是指混凝土中孔隙大小和数量的分布曲线。
毛细孔曲线的检测原理是利用毛细管现象，通过毛细管压力测定混凝土中孔隙的大小和数量。
毛细管现象是指在细小的管道中，液体面会产生高度差，液体高度越低，高度差越大。
通过测定液体的高度差，可以计算出毛细管压力，从而推算出混凝土中孔隙的大小和数量。
三、检测仪器1.毛细管压力计：用于测定混凝土中孔隙的大小和数量。
2.电子天平：用于称量混凝土样品的质量。
3.温度计：用于测定混凝土样品的温度。
4.其他辅助设备：包括样品处理设备、试验台等。
四、检测步骤1.制备混凝土样品：按照国家标准或相关规定制备混凝土样品。
2.样品处理：将混凝土样品进行表面处理和裁剪，使其符合检测要求。
3.称量样品：将混凝土样品称量至精确的质量。
4.测定温度：在混凝土样品上贴上温度计，并记录温度。
5.测定毛细管压力：将毛细管压力计与混凝土样品接触，测定毛细管压力。
6.绘制毛细孔曲线：根据毛细管压力和孔径的关系，绘制出混凝土中毛细孔曲线。
7.数据处理：对测定数据进行统计和处理，得出混凝土中毛细孔曲线的相关参数。
五、检测结果分析1.混凝土中毛细孔曲线的形状和特征可以反映混凝土的孔隙结构和质量。
2.通过对毛细孔曲线的分析，可以评估混凝土的抗渗性、耐久性、强度等性能。
3.对混凝土中毛细孔曲线的检测结果进行合理解释和分析，可以为混凝土材料的生产、施工和使用提供重要的依据和参考。
六、注意事项1.检测仪器要保持干燥和清洁，避免污染和损坏。
2.混凝土样品要在规定的时间内进行检测，避免混凝土的质量和性能发生变化。
3.每个样品要进行多次检测，取平均值作为最终结果。
4.在检测过程中要注意安全，遵守相关的操作规程和安全规定。
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实验六压汞毛管力曲线测定
一、实验目的
1. 了解压汞仪的工作愿意及仪器结构；
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，可看做一系列相互连通的毛细管网络。
汞不润湿岩石空隙，在外加压力作用下，汞克服毛管力可进入岩石空隙。
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6-1所示。
图 6-1 典型毛管力曲线
三、仪器流程与设备
图6-2 压汞仪流程图
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
螺旋密封，密封可靠，使用便捷：样品参数Φ25×20-25mm岩样；可测
μ。
孔隙直径范围：0.03～750m
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：≤ 30lμ；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。
5、高压动力系统：由高压计量汞组成；工作压力：0.002~50Mpa；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.打开岩心室
2.装入岩心，关紧岩心室
3.关闭岩心室阀
4.关闭真空泵放空阀
5.打开真空泵电源
6.抽真空15min
7.打开岩心室阀
8.打开隔离阀
9.调节泵杯的高度为760mmHg柱
10.关闭抽空阀
11.关闭补汞阀
12.关闭真空泵电源
13.缓慢打开真空泵放空阀
14.关闭泵进液阀
15.将最小压力表调至零
16.进行进汞实验
17.记录压力以及汞柱高度
18.退汞实验
19.记录压力和汞柱的高度
20.打开泵进液阀
21.关闭隔离阀
22.打开补汞阀
23.打开抽空阀
24.打开岩心室
25.取出废岩心
26.清扫实验台上的汞珠
27.关紧岩心室
28.清扫实验装置
（注意：进汞时，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；退泵是，压力降到高压表量程的1/3一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、实验结果处理
表1 毛管力曲线测定原始记录
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中）
()
%100%1000⨯-=
⨯=
P
i P
Hg Hg V h h A V V S 式中：0h -进汞压力为零时对应的计量管汞柱高度，cm ； i h -某一设定压力的计量管汞柱高度，3cm ； A -计量管横截面积,A=0.2892cm
P V -岩心中的空隙体积，
2
22621.4428.0158.2524.24
1
41V cm L d p =⨯⨯⨯==πφπ
d -岩心直径，2.530cm ；
L -岩心长度，2.158cm ； φ-岩心孔隙度，42.80%；
当Pc=0.5MPa 时，i h h -0=8.81求得：
()%098.55%100621
.481
.8289.0%100%1000=⨯⨯=⨯-=
⨯=
P i P
Hg Hg V h h A V V S 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2cos c P r
σθ
=
则 ()2cos 2480cos1400.7354
c c c
r m P P P σθμ-⨯⨯︒=
== 式中，c P -毛管力，Mpa ；
σ-汞与空气的界面张力，480/mN m ; θ-润湿角，140︒； r -毛管半径，m μ。
当Pc=0.5MPa 时， r=0.7354/0.5=1.47m μ
3、求取岩石的最大孔喉半径max r 、饱和度中值压力50c P 、退汞效率e W 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：()max 0.7354
T
r m P μ=
式中，T P -阈压，Mpa 。
由图求T P 的求法：将压汞曲线的中间平缓线段延伸与纵坐标的交点的读数即为阈压T P ，结果如下：
T P =0.022MPa ，求得
r max =0.7354/0.022=33.386(m μ)
（2）毛管力曲线上含汞饱和度为50%时相应的毛管压力定为50c P ，它越小反映岩石渗透率性越好，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。
它反映了非湿相毛管管效应采收率。
计算公式如下：
max min
max
100%Hg Hg e Hg S S W S -=
⨯
式中，e W -退汞效率，%
max Hg S -压汞曲线上，最高压力对应的岩心中的含汞饱和度，%； min Hg S -退汞曲线上，压力接近零时岩心中的含汞饱和度，%。
计算举例：
由图中读出 max Hg S =59.851%，min Hg S =30.145%
max min
max
100%Hg Hg e Hg S S W S -=
⨯=（0.59851-0.30145）/0.59851=49.63%
六. 实验总结
通过本实验我知道了如何用压汞法测量孔隙的渗透率，除此之外，我学会了如何
绘制压汞毛细管力曲线，知道了压汞法测毛细管大小的方法。
此实验步骤较多，还好老师给了我们步骤图让我们试验顺利进行，感谢老师的悉心教导。