多孔介质的压汞技术(上传)

图6 PoreMaster GT 33/60 系列压汞仪
三、孔隙表征的压汞技术
r(nm) 2 10 20 1.98 9.47 18 0.01 0.05 0.10
50
100
39.3
64.6
0.21
0.35
四、压汞数据获取与分析
1、获取压汞数据 压汞仪的测量步骤包括：抽真
空、注汞、低压分析、高压分析。
锥Байду номын сангаас孔
墨水瓶孔 墨水瓶孔 图2 孔隙形态特征（Rouquerol,1999）
二、孔隙的定量表征
1、孔隙表征的对象
比表面积
孔径大小与分布
孔隙体积
图3 孔隙表征的对象
二、孔隙的定量表征
2、孔隙表征的方法
光学显微镜（OM） 扫描电镜（SEM） 扫描透视电镜（TEM）
成 像 技 术 流 体 侵 入
小角度中子散射（SANS）
c
孔喉半径 r
Displacement 排驱压力 Pressure, Pd Pd
Pc50
Plateau
门限压 Threshold 力 Pt Pt Pressure, 入口压 Entry Pressure, 力 Pe Pe
100 0
S max
50 50
SR
0 100
汞饱和度 Mercury （%） Saturation (%)
Swanson's Papex
Pore-Throat Radius, r
rmax 最大孔喉半径(μm)： Pd 对应的孔喉半径，为最大孔喉 半径。 P50 饱和度中值压力(MPa)： 非润湿相饱和度50%时相应的 毛管压力，它越小反映岩石渗 滤性越好，产能越高。 r50 孔喉半径中值(μm)： P50
润湿相：接触角＜90°， 非润湿相：接触角＞90°，
接触角越小，润湿性越好。
接触角越大，非润湿性越好。
(a) 润湿相
(b) 非润湿相
图5 液体在固体表面的润湿程度
三、孔隙表征的压汞技术
2、压汞法的特点 压汞法的特点：
（1）类似于气体吸附；
（2）仅测量开孔； （3）测量范围：3.6mm~1mm；
（4）易操作、技术成熟。
Wetting Phase 润湿相饱 Saturation (%)
对应的孔喉半径为r50，可近 似代表样品的平均孔喉半径。 rave孔喉半径平均值(μm)：它 是表示岩石平均孔喉半径大小 的参数。采用半径对汞饱和度 的加权平均求出。
S min
和度（%）
图9 毛细管压力曲线特征图（据大庆石油，2010）
多孔介质 压汞技术
提 纲
一、多孔介质的背景知识
二、孔隙的定量表征 三、孔隙表征的压汞技术
四、压汞数据获取与分析
一、多孔介质的背景知识
1、多孔介质中的“孔”特征 多孔介质中的孔包含微孔、介孔和大孔，可视作固体内的孔、 通道或空腔，或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间 的空间（如裂缝或空隙）（IOS15901）。
图8 压汞实验过程
四、压汞数据获取与分析
主要参数说明
Irreducible Water 束缚水饱和度 Saturation, S wir
ope p Sl Stee
Swir
Pd 排驱压力(MPa)：指非润湿 相开始进入岩样最大喉道的压 力。
Pressure, Capillary 毛细管压力 P Pc
多孔介质中的孔通
常分为开孔和闭孔两大 类。开孔与外表面连通
交联孔 （开孔） 闭孔
流体可以渗入，闭孔与
之相反（IOS15901）。 流体侵入的孔隙表征中
通孔（开孔） 盲孔（开孔）
通常表征的是开孔。
图1 孔的类型（Rouquerol,1999）
一、多孔介质的背景知识
2、多孔介质中的孔隙形态
筒状孔
缝状孔
四、压汞数据获取与分析
表2 压汞实验数据表（据大庆石油，2010）
四、压汞数据获取与分析
图11 压汞实验报告图（据大庆石油，2010）
实验过程中,汞液被压入多孔 样品中,导致毛细管中的汞柱长度
发生变化,从而引起电容器的电量
发生变化，电量的变化会被压汞仪 通过传感器识别为汞量的变化，压 汞仪通过测量汞的变化量来测量多 孔材料的孔隙特征（汤永净， 2015）。
图7 压汞实验测量原理图（汤永净，2015）
四、压汞数据获取与分析
迟滞现象表示汞遗留在孔 中，与注汞与退汞的接触 角θ有关。
压汞法 N2吸附法 CO2吸附法 He比重法
图4 孔隙表征方法（据罗超，2014）
三、孔隙表征的压汞技术
1、压汞法的原理 汞对一般固体不润湿，欲使汞进入孔需施加外压，外压越大，
汞能进入的孔半径越小（Washborn方程：D=(4σcosθ)/P）。
测量不同外压下进入孔中汞的量即可知相应孔大小的孔体积。