《岩石物理学》课程报告：岩石气体绝对渗透率测量

岩石气体绝对渗透率测量结论及参考文献数据处理实验步骤实验仪器测量方法原理目录结论及参考文献数据处理实验步骤实验仪器测量方法原理目录滑脱效应达西定律1.11.21-1达西定律岩石的可渗性可直接影响油气井的产能。

岩石的绝对渗透率就是指单相流体在多孔介质中处于层流流动，与岩石不发生任何物理化学作用并完全饱和岩石孔隙空间时，岩石允许单相流体通过的能。1856年法国水文工程师亨利.达西（HenriDarcy）通过实验总结出达西定律，可由下式来描述：1-1达西定律1-1达西定律应用达西公式来测定岩石绝对渗透率时必须满足以下条件：1.岩石中全部孔隙为单相液体所饱和，液体不可压缩，岩心中流动的是稳态单相流体；2.通过岩心的渗流为一维直线渗流；3.液体性质稳定，不与岩石发生物理化学作用。但在实际用液体测定时，很难选用到这种液体，故我们选择气体来测定岩石的绝对渗透率。1-1达西定律气测渗透率的理论基础仍是达西定律，但由于气体与液体具有不同的性质，因而在使用的公式与操作均有不同。采用达西公式的微分形式根据波义耳-马略特定律式中—在大气压下气体的体积流量（即出口气量）1-1达西定律分离变量，两边积分，则考虑到量纲问题式中—气测渗透率，气测岩石渗透率的公式滑脱效应达西定律1.11.21-2滑脱效应1-2滑脱效应液体和管壁固体分子间出现粘滞阻力，使管壁上液体的流速减少到零；气-固之间的分子作用力远比液固间的分子作用力小的多，使管壁处的气体分子有的仍处于运动状态。这种现象即为气体的滑脱效应1-2滑脱效应

1-2滑脱效应考虑气体滑脱效应的气测渗透率数学表达式为：

结论及参考文献数据处理实验步骤实验仪器测量方法原理目录2实验仪器1.氮气1瓶；2.游标尺1把；3.真空泵1个（视情况而定）；4.气体渗透率仪1台；气体渗透率仪流程示意图1.真空阀2.环压表3.环压阀4.放空阀5.气源阀6.压力调节器7.干燥器8.上流压力表9.岩心夹持器10.浮子流量计

气体渗透率仪面板图结论及参考文献数据处理实验步骤实验仪器测量方法原理目录1.将制备好的样品，用游标卡尺量出其长度和直径，并计算其横截面积A；2.调节仪器面板上各阀门，使之处于关闭状态（箭头水平）；

3.按启动电钮启动真空泵，打开真空阀，拧松岩心夹持器两边固定托架的手轮后，下降托架，卸出夹持器内加压钢柱塞（若实验流程中未接真空泵，此步骤可以不考虑）。4.将岩样装进岩心夹持器的胶皮套筒内，用加压钢柱塞将岩样向上顶，直到岩样两端被夹持器上端头与加压钢柱塞贴紧为止，拧紧手轮。3实验步骤5.打开放空阀，关闭真空泵（按停止电钮），关闭真空泵（未安真空泵的不考虑）。6.打开高压气瓶阀，将气瓶上的出口压力表调到1MPa，开环压阀，关放空阀，使环压保持在0.8---1MPa之间。7.将高压气瓶的输出压力调到1MPa，开气源阀，调节压力调节器（一般压力由小到大调节），调至所需要的上流压力。3实验步骤8.选择适当的浮子流量计（不用的要关死），在不同上流压力下读取流量，要求每块岩样应测7个点以上不同压差下的流量。9.关调压力调节器，使上流压力降为零，开放空阀，使环压降至零。关放空阀，重复步骤3，取出岩样。10.装好夹持器，关闭所有阀门。3实验步骤结论及参考文献数据处理实验步骤实验仪器测量方法原理目录数据校正数据处理计算实例4.14.24.3将测量的结果填入下表：4-1数据处理2.进行压力和流量的校正

实验中，所用的玻璃浮子流量计是在标准压力和温度下刻度的。而我们测量流量时又是在室温和室压下侧行的。因此必须对此流量进行校正。由气体状态方程式3.按下式分别计算气体渗透率Kg(P2=Pa)：4-1数据处理Pa、Ta为实验室压力和温度，可由室内压力—温度计读出(MPa／K)；Qa为实验室条件下，直接测得的流量值(cm3／s)；Psc、Tsc为标准压力和温度(P0=0.1IMPa，Ta=293K)。4-1数据处理4.根据计算的值。5.得到岩心的绝对渗透率6.将所得到的Kg—1/P值用最小二乘法验证。数据校正数据处理计算实例4.14.24.34-2数据校正气体滑脱现象对气测渗透率有较大的影响，特别是对于低渗透岩石，在低压下测定时影响更大。在美国“油藏工程”一书中提出：凡渗透率小于100mD的岩心，均需进行克氏渗透率校正。目前，气测渗透率的校正有两种方法：1.在实验室测定渗透率时，进行校正；2.利用经验公式和图版进行校正。4-2数据校正在实验测定时，可改变几次平均压力，再按气测法公式计算出，并绘制与关系曲线。从公式

看出，与间成直线，该直线在轴上的截距即为值，并以作为岩石的绝对渗透率。

数据校正数据处理计算实例4.14.24.34-3计算实例4-3计算实例结论及参考文献数据处理实验步骤实验仪器测量方法原理目录2007.01岩石气体绝对渗透率的测量基于达西定律，但应用达西公式来测定岩石绝对渗透率时必须满足一些条件。气测岩石渗透率的计算公式与液测渗透率计算公式不同，在气测中，岩石渗透率与岩石两端的压力差成反比，而是与两端压力的平方差成反比。气测渗透率需要考虑滑脱效应，滑脱效应的存在使气测渗透率大于液测渗透率。利用气体测量渗透率需要对结果进行校正。5-1结论[1]沈平平等，油层物理实验技术[