压汞毛管力曲线测定
毛管压力
毛管压力曲线测定
－行业标准宣贯
一. 毛管压力的定义及基本概念 二. 毛管压力曲线的测量 三. 毛管压力曲线的特征及解释 四. 毛管压力曲线的应用
一. 毛管压力的定义及基本概念
当不互溶的两相流体在岩石孔隙 内相互接触时，流体之间有一弯月 形的分界面，由于界面张力和润湿 性的作用，使得在分界面上两测流 体的压力是不相等的，其压力差就 定义为毛管压力。
三. 毛管压力曲线的特征及解释
2. 毛管压力曲线的滞后现象
引起毛管滞后分以下几种情况： a. 润湿滞后引起的滞后: 参看后示意图：图（a）表明相同的毛细管，在吸入和驱替过程中，由于润 湿次序不同，表现为润湿角不同。吸入过程的润湿角θ1为前进角，驱替过程的 润湿角θ2为后退角，且θ1 > θ2 ，使得吸入毛管力p1 小于驱替毛管力 p2 。 b.毛细管半径突变引起毛细管滞后 如图(b)所示，毛细管两头细(半径为r2)，中间突然变粗(半径为r1)，r1> r2， 对应的毛管力户p1< p2。假如驱替和吸吮过程中非湿相(空气)的压力都等于 pa，润湿角都等于θ(θ=0o，不考虑润湿滞后)，那么，在吸入时液面上升，弯 液面将稳定停留在中间的粗毛细管段内；而驱替时(液面下降)，弯液面将稳定 停留在上部细段内。结果是吸入过程湿相的饱和度小于驱替时湿相的饱和度， 这种毛细管滞后仅与毛细管半径的变化有关。
二. 毛管压力曲线的测量
2. 隔板法： 特点：是最经典的方法。多用来测量岩样的液一气 两相的毛管压力曲线，但也可用于测量油水两相系统 的毛管压力曲线和共存水饱和度。 这种实验方法测量比较费时，完成一批岩样测量一 般需一、两个月不等，甚至更长。
二. 毛管压力曲线的测量
3. 离心机法：
测量方法：将一圆柱状的小岩样洗净烘干后，抽真空饱和盐 水，称重确定其饱和盐水体积之后，置于特制的离心机盒内(岩 样系浸入油相中)，在离心机上，从某一较低的转速开始旋转。 由于油水密度不同，在离心力作用下，岩样中的水被驱替出来， 等量的油进入岩样中，记录下这一恒定转速下的恒定不变的岩样 排水量；然后，依次增加离心机的转速，重复上述过程；直至再 提高离心机转速时，岩样的累计排出水量基本上不变为止。实验 测量结果可以获得一系列的离心机转速及其对应的岩样排出水量 (体积)，则可以计算出岩样的毛管压力和含水饱和度。
油层物理实验报告压汞毛管力曲线测定.doc
百度文库- 让每个人平等地提升自我中国石油大学油层物理实验报告实验日期：成绩：班级：石工11-1学号：姓名：李悦静教师：张俨彬同组者：周璇武诗琪徐睿智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4-1 所示。
图 1 典型毛管压力曲线三．实验设备图 2压汞仪流程图( 岩心尺寸：φ25× 20--25mm，系统最高压力50MPa) 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： ~750 μm 。
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：≤30 μl；最低退出压力：≤。
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：、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。
图3压汞仪设备图5、高压动力系统：由高压计量泵组成；工作压力：~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：≤；真空维持时间：≥ 5min 。
四、实验步骤1．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；2．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~之间；关抽空阀，关真空泵，打开真空泵放空阀，关闭补汞阀；3．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；4．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。
(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：
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
实验七压汞毛管力曲线测定
实验七压汞毛管力曲线测定实验七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7-1 所示。
汞与空气的界面张力σ=480 达因／厘米，接触角θ=140o。
三．仪器结构图7-1 压汞退汞毛管力曲线图7-2 岩石孔隙结构仪1、2、3、4 压力表，5、6、7、8 压力传感器，9、10 抽空阀，11、12 岩心室，13、14、15 高压电磁阀，16、17、18 高压手动阀，19、20 隔离阀，21 补汞杯，22、23 汞体积计量管，24、25 压差传感器，26 高压泵阀，27 进液阀，28 高压泵，29 步进电机，30 酒精杯，31、32 岩心室阀，33、34 补汞阀，35、36 放空阀，37 真空表，38 真空放空阀，39 真空泵阀，40 真空泵，41 气体阱仪器组成：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制。
2．可测定压力点数目：≥100 个，压力传感器量程：0.1、1、10、50MPa 各一支，可同时做三块Ф25×25mm 岩样。
四．实验步骤(1) 调整汞瓶及汞体积测量管内液面位置：打开隔离阀19、20；将步进电机及电磁阀控制器所有开关置于手动状态；打开三个电磁阀及三个高压手动阀；开机进入系统测试，检测所有传感器；开补汞阀33、34，将补汞杯的调节扭的指针调至当时大气压对应的高度，调整丝杠升降机使指示灯处于亮与不亮状态（瞬时针转-汞瓶升，逆时针转-汞瓶降）。
压汞法测毛管力曲线
压汞法测毛管力曲线中国石油大学渗流物理实验报告实验日期：2014.11.22成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：压汞法测毛管力曲线一、实验目的1．了解压汞仪的工作原理及仪器结构；2．掌握毛管力曲线测定方法及数据处理方法。
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，而汞不润湿岩石孔隙，在外加压力作用下，汞克服毛管力可进入岩石孔隙。
随着压力增加，汞依次进入大小岩石孔隙，岩心中的汞饱和度不断增加；当汞进入最细的孔隙喉道后，压力增加，岩心中的汞饱和度不再增加，毛管力曲线为垂线，此时的汞饱和度称为最大含汞饱和度。
在达到最高压力降压时，小孔隙中的汞先退出，之后是较大孔隙中的汞退出，当压力为零时，岩心中的汞饱和度称为最小汞饱和度。
典型毛管力曲线如下所示：三、实验流程实验流程图如下所示：四、实验操作步骤1.装岩心、抽真空：打开岩心室，装入岩心；关闭岩心室，关闭岩心室阀关真空泵放空阀；检查确保抽空阀打开，然后打开真空泵电源，抽真空10分钟左右；2.充汞：开岩心室阀，开隔离阀；调整汞杯高度至指示灯刚亮，关抽空阀，关闭补汞阀关闭真空泵电源，慢开真空泵放空阀；3.进汞、退汞实验：关闭进液阀，调节计量泵使最小量程压力表示数为零，并由数显屏读取初始汞柱高度；进汞实验，按实验数据表，设定压力，逐级进泵加压（加至10 MPa），稳定后记录压力及汞柱高度；退汞实验,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，直至达到最低压力（注意在进泵时，压力达到0.06，0.6，3 MPa时应关闭相应的截止阀，保护小量程的压力表；退泵时则在相应的压力点打开相应的截止阀）；4.结束实验：打开泵进液阀，关隔离阀；开补汞阀，开抽空阀；打开岩心室，取出废岩心，清理台面汞珠，关紧岩心室，清扫桌面汞珠。
五、实验数据处理以下是实验原始数据记录表：岩心直径：2.510 cm 计量管截面积：0.3568 cm2岩心长度：2.236cm 岩心孔隙度：35.8 %1.计算岩心含汞饱和度：9609.3358.0*236.2*510.2*414122===πφπl d V p cm 3；式中：d -岩心直径，cm ；L -岩心长度，cm ；φ-岩心孔隙度，%；计算示例：当进汞压力为0.005Mpa 时，h 0 =34.12cm ，h 1 =34.03cm ，A=0.3568cm 2%81.0%100*9609.3)03.3412.34(*3568.0%100*)(%100*10=-=-==p p Hg Hg V h h A V V S 同理，其他组数据均按上述过程计算，可得到不同毛管力下所对应的岩心含汞饱和度，将所得各数据填入上表中。
实验二 压汞实验【中国矿业大学《煤层气地质学》(傅教授课件)】
实验二压汞实验一、实验目的掌握煤孔径测量的方法；掌握各孔径段比孔容、比表面积的统计方法。
二、实验内容1、压汞法的测试原理煤中孔隙空间由有效孔隙空间和孤立孔隙空间构成，前者为气、液体能进入的孔隙，后者则为全封闭性“死孔”。
使用汞侵入法能测得>7.2nm以上的孔隙。
压汞法是基于毛细管现象设计的，由描述这一现象的Laplace方程表示。
在压汞法测试煤孔隙过程中，低压下，水银仅压入到煤基质块体间的微裂隙，而高压下，水银才压入微孔隙。
为了克服水银和固体之间的内表面张力，在水银充填尺寸为r的孔隙之前，必须施加压力p(r)。
对园柱形孔隙，p(r)和r的关系满足著名的Wash burn方程，即：p(r)＝（－4δcosθ/r）×10式中：p(r)—外加压力，MPa；r—煤样孔隙直径，nm；δ—金属汞表面张力；480dyn/cm；θ—金属汞与固体表面接触角（θ=140°）。
压汞实验中得出的孔径与压力的关系曲线称为压汞曲线或毛细管曲线，测出各孔径段比孔容和比表面积及排驱压力（是指压汞实验中汞开始大量进入煤样时的压力，或者是非润湿相开始大量进入煤样最大喉道的毛细管压力，亦称入口压力）、饱和度中值压力（毛细管曲线上饱和度为50%所对应的毛细管压力）、饱和度中值半径（饱和度中值压力对应的孔隙半径）等参数。
2、样品及测试条件采用美国MICROMERITICS INSTRUMENT 公司9310型压汞微孔测定仪,仪器工作压力0.0035~206.843MPa，分辨率为0.1mm3，粉末膨胀仪容积为5.1669 cm3，测定下限为孔隙直径7.2nm，计算机程控点式测量，其中高压段（0.1655≤p ≤206.843MPa）选取压力点36个，每点稳定时间2s，每个样品的测试量为3g左右。
手选纯净的煤样，统一破碎至2mm左右，尽可能地消除样品中矿物杂质及人为裂隙和构造裂隙对测定结果的影响。
上机前将样品置于烘箱中，在70~80℃的条件下恒温干燥12h，然后装入膨胀仪中抽真空至p<6.67Pa时进行测试，测出各孔径段比孔容和比表面积。
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、
岩心孔隙度渗透率及毛管压力曲线测定及应用
毛管压力曲线、 孔喉分布特征参数
9505 型压汞仪
评价储集层孔隙结构、孔喉 分布特征、储层分类及渗流
规律研究
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1、孔隙度、渗透率测定分析
孔隙度和渗透率的测定，是提供地面条件下的有效 孔隙度值和渗透率值，考察岩样孔隙发育程度和孔喉连 通程度。测定的理论依据是气体状态方程、流体渗流原
小不一（直径 0.05～ 0.01mm），连通性较差
处于中部位置，略细歪度， 细喉峰明显高于粗喉峰，粗 喉峰位置可降至大于 10φ
处
普遍发育填隙物内孔 隙，孔径小（直径 0.01～
0.005mm），连通性差
右上方分布，细歪度，细喉 峰非常明显，粗喉峰不明显 或出现在 10～12φ 处，但峰
值一般比较低
35
30
25
100 90 80 70 60
20
50
40 15
30 10
20
5 10
0
0
3.2 6.4 12.5 25 50 100 200 400
Éø ͸ ÂÊ £¬ 10-3¦Ì m2
øÉ ¸Í Ê ¬£ 10-3̦ m2 Ù°Ö·¬º ¿Á ¬£ %
ÛÀ Ƽ Ù°Ö·¬º ¿Á ¬£ % Ù°Ö·¬º ¿Á ¬£ % ÛÀ Ƽ Ù°Ö·º¬ ¿Á ¬£ %
y = 0.002e0.611x R2 = 0.7398
100
10
1
0.1 0
5
10
15
20
25
30
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压汞法测定岩石毛管压力曲线
压汞法测定岩石毛管压力曲线一 作用1、描述孔喉分布及大小的系列特征参数2、确定各孔喉区间对渗透率的贡献二 特点由于其仪器装置固定，测定快速准确，并且压力可以较高，便于更微小的孔隙测量，因而它是目前国内外测定岩石毛细管压力的主要手段。
三 基本原理原理是汞对大多数造岩矿物为非润湿，对汞施加压力后，当汞的压力和孔喉的毛细管压力相等时，汞就能克服阻力进入孔隙，根据进入汞的孔隙体积百分数和对应压力就得到毛细管压力曲线。
压力和孔喉半径的关系为：⑴Pc=0.735/r ； ⑵Pc 为毛管压力，MPa ； ⑶r 为毛管半径，μm 孔径与毛细管压力关系m r mp P a c μ毛管半径，毛细管压力，-- ;r P c θσcos 2=02140/480==θσcm 达因cc P r r P 735.735.=→=四 压汞试验所用岩样岩样一般为直径2.5cm ，长2.5cm 左右的柱塞(柱状岩心），测定前将油清洗干净，测定氦气法孔隙度、岩石总体积和岩石密度。
五 三个关键特征参数① 排驱压力Pd②饱和度中值管Pc50管压力Pc50③最小非饱和孔体积百分数S min参数含义：排驱压Pd 最大尺寸连通孔隙所对应的毛管压力。
反映了孔隙和喉道的集中程度和大小，是划分岩性好坏的重要指标之一。
p p 100%50 S Hg 汞饱和度 毛细管压力Pc饱和度中值毛管压力 Pc50 注汞量达到孔隙体积50％时对应的毛细管压力。
反映了孔隙中存在油水两相时，产油能力的大小,Pc50越小，岩石对油的渗透性越好，产能越高。
最小非饱和孔隙体积百分数Smin注汞压力达到仪器的最大压力时，未被汞饱和的孔隙体积百分数。
Smin 越大，小孔隙占的孔隙体积越多，对油气渗透不利。
孔隙结构特征参数排驱半径rd:排驱压力对应的最大孔喉半径；中值半径r50：饱和中值压力对应的半径；平均孔喉半径rc：汞所占据部分喉道的平均半径；主喉道半径r主：渗透率大于5％之后的孔喉平均半径。
高压压汞分析实验报告
样品干重(g)： 样品密度(g/cm3)： 渗透率(×10-3μm2)： 实验时间： 实验地点：
2015 年 5 月 13 日 石油工程实验中心
0.7150 0.0686 0.1050 0.1642 0.1933 12.8370 1.0133 0.2783 1.2307 6.3683
最大进汞饱和度(%)： 未饱和汞饱和度(%)： 残余汞饱和度(%)： 退汞效率(%)： 均质系数： 结构均匀系数： 结构系数： 特征结构系数： 比表面(m2/g)： 体面积比(m2/cm3)：
分选系数：
渗透率分布峰值(%)： 25.2747 相对分选系数：
三、实验数据
进汞
序 号
压力
孔喉 半径
汞饱 和度
渗透率 孔隙 贡献值 比表面
(MPa)
(μm)
(%)
(%)
(m2/g)
1 0.0035 209.6104 0.0000 0.0000 0.0000
2 0.0075 97.5791 0.0000 0.0000 0.0000
3 0.0110 67.0378 0.0000 0.0000 0.0000
4 0.0151 5 0.0220 6 0.0309 7 0.0440 8 0.0626
48.6650 33.4098 23.7916 16.7238 11.7451
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
图 4 孔喉累计分布频率图
20.00
高压压汞分析实验报告
委 托 方： 地 区： 油 田： 井 号： 样品数量： 分析依据： 分析设备： 环境条件： 分 析 人： 审 核 人： 批 准 人： 报告日期： 测试单位：
1块 SY/T 5346-2005 岩石毛管压力曲线测定法 Micromeritics AutoPore IV 9520 型压汞仪
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。
压汞毛管力曲线的测定
压汞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、实验原理岩心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。
虽压力增加，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。
1-压汞曲线 2-退汞曲线图1 典型毛管力曲线三、实验流程图2 压汞仪流程图四、实验操作步骤1.装岩心、抽真空：将岩心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；2.充泵：开岩心室阀，开补汞罚，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，关真空阀，打开真空泵放空阀，关闭补汞阀；3.进泵、退泵实验：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；4.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1.计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线；取序号为2的进汞实验的数据进行分析，即进汞高度为34.71cm；校正高度为34.74cm由，得：同理，可得表1中的数据，以及毛管力曲线如下图3所示：图1 毛管力曲线图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；取进汞压力为0.005MPa的数据进行分析由，得：所以，同理可得，各个毛管力对应的孔隙半径如表1所示，孔隙大小分布柱状图如下图4所示：图4 孔隙大小分布柱状图3.求取岩石的最大孔隙半径r max、饱和中值压力p c50、退汞效率W e等有关物性参数，并说明求取方法，在图上标明：图5 毛管力曲线的物性参数图由上图5，得阈压p T＝0.0085MP、p c50＝0.026MPa、S Hgmax＝82.41%、S＝35.29%，所以有：Hgmin表1 毛管力曲线测定数据记录岩心直径： 2.528 cm 计量管截面积： 0.3568 cm2六、小结通过本实验的操作与数据处理，本人了解压汞仪的工作原理及仪器结构，还掌握毛管力曲线的测定方法及实验数据处理方法，了解了如何从毛管力曲线中获得其物性参数。
(3-4)毛管压力曲线..
（5）半渗隔板法优缺点 半渗隔板法的优点：无论是气驱水，还是油驱水，都接近模
拟油层的驱替状况。测量精确、可靠，操作简单，同测多 块岩样。
半渗隔板法的缺点：测试时间太长，半渗隔板承压有限，所 以用此法测低渗透岩样时往往得不到完整的毛管压力曲线。
2、压汞法
（1）压汞法测定毛管压力曲线基本原理
进汞：汞与大多数流体相比较都是非润湿相，如果要把水银注进到洗
（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、
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
第四节 油藏岩石的毛管压力曲线
毛管压力曲线：岩石的毛管压力与湿相流体饱和度 的关系曲线。
一、毛管压力曲线的测定
测定毛管压力曲线的方法有：半渗隔极法、压汞法、离心机法。
1、半渗透隔板法
（1）测定原理：将岩石孔隙视为由一组半径不等的毛细管组成。
在空气、水、半渗透隔板系统中，半渗透隔板
是完全被水润湿；在空气、水、岩石系统中，岩石也是
（4）实验结果处理 A、 Pc～Sw曲线
B、孔隙体积分布曲线 C、孔隙体积累积分布曲线
序 号 毛管力(P c) 刻度管数值 阶段体积 岩心中含水 含水饱和度 Dvi/Vp
累计
差 ， cm3
体积
(S w)
mmHg
cm3
列1
列2
列3
cm3
%
压汞毛管力曲线测定
中国石油大学油层物理实验报告实验日期：2012.12.24成绩：班级：石工10-15学号：10101117姓名：邹宇昊教师：张俨彬同组者：马康、刘拥赞、许传斌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1所示。
图 1 典型毛管力曲线三、仪器流程与设备图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：0.03～750m2、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．将岩心、抽真空：将岩心放入岩心室，关紧岩心室，关闭岩心室阀，打开抽空阀，关闭真空泵放空阀；打开真空泵电源，抽空15-20分钟。
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中国石油大学（油层物理）实验报告实验日期：2010.12.6 成绩：班级：石工学号：08054213 姓名：同组者：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4-1所示。
图1 典型毛管压力曲线三．实验设备图2 压汞仪流程图(岩心尺寸：φ25×20--25mm，系统最高压力50MPa) 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：≤30μl；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。
图3 压汞仪设备图5、高压动力系统：由高压计量泵组成；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．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；2．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；3．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；4．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．数据处理与计算表1 毛管力曲线测定数据记录岩心直径：2.500cm 计量管截面积：0.3576cm2岩心长度：2.320cm 岩心孔隙度：21.84%序号进汞压力MPa进汞高度cm校正高度cm汞饱和度%退汞压力MPa退汞高度cm校正高度cm汞饱和度%1 0 34.58 34.580 02 0.005 34.45 34.560.28741455569 0.005 33.08 33.2219.544189787 3 0.01 34.43 34.560.28741455569 0.01 33.02 33.2119.687897065 4 0.02 34.35 34.550.43112183353 0.02 32.97 33.2219.544189787 5 0.03 34.32 34.550.43112183353 0.03 32.92 33.2319.400482509 6 0.04 34.27 34.540.57482911138 0.04 32.89 33.2219.544189787 7 0.05 34.2 34.511.0059509449 0.05 32.85 33.2319.400482509 8 0.07 34.1 34.461.7244873341 0.07 32.78 33.219.831604343 9 0.09 34.05 34.451.868194612 0.09 32.73 33.2119.68789706510 0.12 33.99 34.451.868194612 0.12 32.65 33.1919.9753116211 0.15 33.94 34.451.868194612 0.15 32.58 33.1720.26272617612 0.2 33.87 34.451.868194612 0.2 32.52 33.1720.26272617613 0.3 33.78 34.442.0119018898 0.3 32.39 33.1320.83755528714 0.5 33.66 34.422.2993164455 0.5 32.2 33.0521.9872135115 1 33.5 34.373.0178528347 1 31.88 32.8425.00506634516 1.5 33.3 34.235.0297547246 1.5 31.66 32.6927.16067551317 2 33.05 34.037.9039002815 2 31.5 32.5728.88516284718 5 31.61 32.7726.01101729 5 31.08 32.3132.6215520711．计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线；某一毛管力对应岩心含汞饱和度Hg S ：%100)(%100⨯-=⨯=Pi o P HgHg 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 －某一设定压力对应的计量管汞柱高度，cm ；A －计量管横截面积，2cmP V －岩心中的孔隙体积， 32,41cm L d V p φπ=d －岩心直径，cm ； L －岩心长度，cm ； φ－岩心孔隙度，小数； 取进汞压力为0.01MPa 时实验数据计算为例，0h =34.58cm ，2h =34.56cm ，A=0.35762cm ，d=2.500cm ,L=2.320cm ,φ=21.84%则322487.2%84.122.320.50024141cm L d V p =⨯⨯⨯⨯==πφπ%287.0%1002.487)34.56-85.34(3576.0%100)(%100=⨯⨯=⨯-=⨯=P i o P Hg Hg V h h A V V S 同理，其他组数据均按上述过程计算 ，可得到不同毛管力下所对应的岩心含汞饱和度。
19 8 30.99 32.28 33.0526739048 30.88 32.13 35.2082830722010 30.71 32.09 35.78311218310 30.7132.09 35.783112183根据毛管力Pc 和对应的岩心含汞饱和度S Hg 在半对数坐标上绘制毛管力曲线。
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图4 孔隙大小分布柱状图由r P c θσcos 2=则 )(7354.0140cos 4802cos 20m P P P r cc c μθσ=⨯⨯-==(4-3)式中 c P －毛管力，MPa ；σ－汞与空气的界面张力，480mN/m ；θ－润湿角，1400； r －毛管半径，m μ。
取进汞压力为0.01MPa 时实验数据计算为例，其所对应的毛管半径m P r c μ54.7301.07354.07354.0===同理计算其他组毛管半径数据，填入表中，并绘制孔隙大小分布柱状图。
3、求取岩石的最大孔喉半径r max 、饱和度中值压力P c50、退汞效率We 等有关物性参数，并说明求取方法、在图上标明；（1）将所得到的毛管力曲线中间的平缓段延长与零非湿相饱和度对应的纵轴相交，可得交点所对应的压力即为岩心的阈压T P ，由图得P T =0.09MPa,则岩石的最大孔喉半径：)(7354.0max m P r Tμ==)(17.809.07354.0m μ= (4-4)（2）毛管力曲线上含汞饱和度为50%时相应的毛管压力定为Pc50，它越小反映岩石渗滤性越好，产能越高；由图得到Pc=5Mpa,比较大，说明岩石渗滤性比较差。
（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。
它反映了非湿相毛细管效应采收率。
计算公式如下：%100max minmax ⨯-=Hg Hg Hg e S S S W式中， We —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 在所测得的毛管力曲线上可得压汞曲线上max Hg S =35.783%，退汞曲线上min Hg S =19.544%，则退汞效率%100maxminmax ⨯-=Hg Hg Hg e S S S W =%382.45%100%783.35%544.19%783.35=⨯-说明采收率算比较好。
六．实验总结通过本次实验，我了解了压汞仪的工作原理及仪器结构，并且掌握了毛管力曲线的测定方法及实验数据处理方法。
通过测定毛管力曲线的实验，我加深了对毛管力曲线基本特征和特征参数的认识，对于毛管力曲线的应用也加深了。
在这里，谢谢和我同一组同学的协助和老师的辛勤指导！。