中国石油大学岩石气体渗透率的测定

中国石油大学 油层物理 实验报告

实验日期： 成绩：

班级： 学号： 姓名 教师： 同组者：

实验二 岩石气体渗透率的测定

一. 实验目的

1．巩固渗透率的概念，掌握气测渗透率原理； 2．掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。

二. 实验原理

渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。根据达西公式，气体渗透率的计算公式为：

1000

)(22

22

100⨯-=

P P A L Q P K μ

)10(33m μ- （2-1） 令 ,200

;)

(2000002

2210

w

r h Q Q P P P c =

-=

μ 代入式（2-1） 则有 A

L

h CQ K w r 2000=

（2-2）

式中，K —气体渗透率，

;1023m μ- A —岩样截面积，2

cm ；

L —岩样长度，cm ； 21P P 、—岩心入口及出口大气压力，0.1Mpa;

-0P 大气压力, 0.1Mpa; μ—气体的粘度,s mPa ⋅

0Q —大气压力下的流量，s cm /3；r Q

0—孔板流量计常数，s cm /3

w

h —孔板压差计高度，mm ； C —与压力有关的常数。

测出C （或21P P 、）、

w

h 、

r

Q 0及岩样尺寸，即可求出渗透率。

三. 实验工具

如下图所示，GD-1型气体渗透率仪。

（a）流程图

(b)控制面板

图1 GD-1型气体渗透率仪

四. 实验步骤

1. 测量岩样的长度和直径，并记录。

2. 将岩样装入岩心夹持器；把换向阀指向“环压”，关闭环压放空阀，打开环压阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针到达1.2～1.4MPa；

3. 低渗岩心渗透率的测定

低渗样品需要较高压力，C值由C表的刻度读取。

（1）关闭汞柱阀及中间水柱阀，打开孔板放空阀；把换向阀转向“供气”，调节减压阀，控制供气压力为0.2～0.3MPa （请勿超过0.3MPa ，否则将损坏定值器）；

（2）选取数值最大的孔板，插入岩心出口端的胶皮管上，缓慢关闭孔板放空阀；

（3）缓慢调节供压阀，建立适当的C 值（15～6之间最佳），同时观察孔板压差计上液面，不要使水喷出。如果在C=9时，孔板水柱高度低于100mm ，则换一个较小的孔板，直到孔板水柱在100～200mm 之间为止；

（4）待孔板压差计液面稳定后，记录孔板水柱高度、值和孔板流量计常数C ； （5）调节供压阀，改变岩心两端压差，测量三个不同压差下的渗透率值； （6）调节供压阀，将C 表压力降至零；打开孔板放空阀，取下孔板；关闭气源阀，打开环压放空阀，取出岩心。整理实验台，实验结束。

五. 数据处理与计算

由岩样尺寸A 、L 和测得C 、r Q 0、w h 的代入公式(2-2)，即可计算岩样的渗透率。

根据实验测得的数据可以求得：

岩样截面积2

2

2027.52530.22cm D A =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=ππ

当C=9时，气体渗透率 )(10664.24027

.5200 6.040164.52.77392002301m A L h CQ K w r μ-⨯=⨯⨯⨯⨯==

；

当C=10时，气体渗透率 )(10655.24027

.5200 6.040

148.0773.2102002302m A L h CQ K w r μ-⨯=⨯⨯⨯⨯==

；

当C=12时，气体渗透率 )(10888.24027

.5200 6.040

124.52.773122002303m A L h CQ K w r μ-⨯=⨯⨯⨯⨯==

；

平均气体渗透率 )(10736.24103

888

.24655.24664.243233321m K K K K μ---

⨯=⨯++=++=

六. 实验总结

通过本次实验，我加深了对于岩石渗透率概念和达西公式的理解，了解了气测岩石渗透率的基本原理与方法，并通过亲身操作试验测得了关于岩石渗透率的相关数据，最后通过计算得出了岩石的气体渗透率。

本实验过程较为简单，但需要特别注意相关阀门的关闭和打开顺序，并注意孔板的选择，以实现孔板压差计液面高度控制在100mm--200mm之间，以保证实验的准确性。实验过程中应耐心仔细，防止压差计中水流出。

最后，感谢老师指导。