多孔介质的压汞技术(上传)

1、,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）。,多孔介质中的孔通常分为开孔和闭孔两大类。开孔与外表面连通流体可以渗入，闭孔与之相反（IOS15901）。流体侵入的孔隙表征中通常表征的是开孔。,交联孔 （开孔）,闭孔,通孔（开孔）,盲孔（开孔）,图1 孔的类型（Rouquerol,1999）,一、多孔介质的背景知识,筒状

2、孔,2、多孔介质中的孔隙形态,缝状孔,锥状孔,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）,小角度中子散射（SANS）,图4 孔隙表征方法（据罗超，2014）,压汞法,N2吸附法,CO2吸附法,He比重法,成像技术,流体侵入,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=(

3、4cos)/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。,图5 液体在固体表面的润湿程度,(a) 润湿相,(b) 非润湿相,润湿相：接触角90， 接触角越小，润湿性越好。,非润湿相：接触角90， 接触角越大，非润湿性越好。,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：3.6mm1mm； （4）易操作、技术成熟。,图6 PoreMaster GT 33/60 系列压汞仪,三、孔隙表征的压汞技术,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。 实验过程中,

4、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有关。,图8 压汞实验过程,四、压汞数据获取与分析,图9 毛细管压力曲线特征图（据大庆石油，2010）,毛细管压力 Pc,孔喉半径 r,束缚水饱和度 Swir,门限压力 Pt,入口压力 Pe,排驱压力 Pd,汞饱和度（%）,润湿相饱和度（%）,主要参数说明 Pd 排驱压力(MPa)：指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力。 rmax 最大孔喉半径(m)： 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(m)： P50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(m)：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