岩石比面

中国石油大学（油层物理）实验报告

实验日期：2014.11.3 成绩：

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岩石比面测定

一、实验目的

1．巩固岩石比面的概念。

2．掌握岩石比面的测定原理和方法。

二、实验原理

将岩样放入岩心夹持器，关闭环压放空阀，打开环压阀，气源的气体进入岩心周围的胶皮筒与夹持器内壁之间的环形空间，为岩心加环压。打开流量控制阀，水罐中的水流出，在岩心上端产生负压，空气流入岩心。空气的体积流量约等于水罐中流出的水的体积流量。岩心两端的压差可通过水柱或汞柱压差计测出。

单位体积岩石内颗粒的总表面积，或单位体积岩石内总孔隙的内表面积称之

为岩石的比面，其单位通常用cm 2/cm 3 表示。

岩石比面的大小与岩石的渗透率、孔隙度密切相关，根据高才尼-卡尔曼方程和达西公式，他们之间的关系如下：

μ

φφ1

)1(14

2

3

Q

H L A S b -=

式中 b S ——以岩石骨架体积为基础的比面，cm 2

/cm

3

；

φ——岩样的孔隙度，小数；

A ，L ——分别为岩样的截面积和长度，cm 2

和cm ；

μ——室温下空气的粘度，P ；

H ——空气通过岩心稳定后水柱压差计中水柱的高度，cm ；

Q ——通过岩心的空气流量，cm 3

/s 。

从上式不难看出，当已知孔隙度φ，量出岩样长度L 和直径d ，查表得到μ后，

只要测得空气通过岩样的压差 H 和相应的流量 Q 便可算出岩样的比面。三．实验流程

图1 岩石比面测定实验流程图

图2 BMY-2岩石比面测定仪

四．实验操作步骤

1．根据岩样对照表查出仪器中岩样的编号，记录岩样的长度，直径以及孔隙度。

2. 通过温度计测量室内温度并记录，并查出对应温度下的空气粘度并记录。

3．关闭环压放空阀，打开环压阀加环压，岩样与夹持器之间应确保气体不

能窜流。

4．准备好秒表、打开流量控制阀,控制流出的水量，待压力计的压力稳定在某一值 H 后，测量一定时间流出的水量，并记录水柱压差计的高度；调节流量控制阀，改变流量，待压力稳定后，测定流量和水柱压差计的高度。至少测定三组数据。

5．关闭流量控制阀，关闭环压阀，缓慢打开环压放空阀，实验结束。

五．实验数据处理

计算单位时间流出的水量 Q ，将 Q 和与之相应的 H 值及已知量φ、A 、L 和

μ代入公式算出岩样的比面。相关实验数据如下表所示。

表1 岩石比面测定原始记录

岩样 编号 岩

样长 度 /cm

直径/cm 室温

/℃ 空气 粘度 /mPa .s

孔

隙 度 /%

压差H （cm ） 水量 /ml 时间 /s 流量 (ml/s) b S （3

2/cm cm ） b S

（32/cm cm ） M2-17 4.70 2.47 20 0.01809 30.9 3.5

5.4 22 0.2455 987.702 1065.1497

1.8

3.3 31.9 0.1034 1091.422 1.1

3.6

59.6 0.0604

1116.325

A=

4

2

D ⨯π=

4

47.22

⨯π=4.79（2cm ）

2、将数据带入公式μ

φφ1

)1(14

2

3

Q

H L A S b -=计算可得：

702

.9870001804

.01

2455.05

.370.479

.4)

309.01(309.0142

3

1

=⨯

⨯⨯-=b S

32/cm cm

同理得到422.10912=b S 32/cm cm

325.11163=b S 32/cm cm

3、1497.10653

3

21=++=

b b b b S S S S 32/cm cm

所以岩石的比面为1065.149732/cm cm