覆压孔渗测定仪技术说明

一、概   述

岩石孔隙度、渗透率是评价油气藏和计算储量的重要参数，一般是在常压下测得的，它并不能代表油藏储层物性的真实特征。理论表明，压力的环境因素对岩石孔、渗的测定有着重要的影响。为此，研制此专用设备，对油田储层参数的精确计算、合理制定开发方案，有着重要意义。

覆压孔渗测定仪是本公司经过多年潜心研究并根据用户实际使用中的反馈不断改进设计制造的，在实验室模拟油藏压力条件下，测量岩心孔隙度和渗透率性质的一套研究型仪器。

渗透率具有两种测试方法，一是压力脉冲衰减法，用于测试超低渗透率岩心，测量超低渗透率范围：0.00001~0.1md。二是常规稳态法，测量低渗透率、中高渗透率岩心，测量范围0.1~10000md。

孔隙度根据波义尔定律测定。可测量真实油藏压力条件下岩石孔隙度和孔隙体积。

在设计时大量借鉴了以往的实践经验，充分考虑了使用者在实验时的需要，设备结构精巧、操作简便、维护方便、故障率低，是高性价比实验室设备。

本设备遵循的规范和标准主要包括但不仅仅限于以下所列范围：

1） GB/T 29172-2012 《岩心分析方法》

2） GB/T 23804-2009 《岩心常规分析仪器通用技术条件》

3） SY/T  6385-1999  《覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法》

覆压孔渗测定仪是国覆压孔隙度、渗透率实验设备，具有以下突出特点：

（1）系统设计采用目前好的技术，符合设备功能专业化、精巧化、技术密集、低碳化、可维护/维修化的国际发展趋势。

   （2）零部件材料及电子元器件都经过严格的质量筛选，并采用三轴向岩心夹持器。各个部件布局合理，方便维修与保养。

（3）高性价比：可测的参数有，上覆压力下气体渗透率，上覆压力下孔隙体积和孔隙度。

（4）所有采集的数据包括原始测试数据存入EXCEL文件中，可随时查看。

（5）系统采用三轴向岩心夹持器，对1.0" 1.5"岩 心 进行测量。而且加载简便、易行。

（6） 由于特殊的夹持器设计，使孔隙度测试也可在上覆压力下完成。

（7）配合颗粒体积仓，还可直接确定颗粒的体积和密度。

（8）系统采用电子控制的流体注射泵来调节覆压。

（9）采用气动阀控制流程切换，无需人工操作，使实验过程自动化。

二、方  法  原  理

㈠．孔隙度

覆压孔渗测定仪，系气体法测定，测量介质为氮气（或氦气），原理基于波义耳定律，即用已知体积的标准体，在设定的初始压力下，使气体向处于常压下的岩心室作等温膨胀，气体扩散到岩心孔隙之中，利用压力的变化和已知体积，依据气态方程，即可求出被测岩样的有效孔隙体积和颗粒体积，则可算出岩样孔隙度。

㈡．渗透率

非稳态法的压力脉冲衰减测量技术：控制模块首先给岩心施加一个孔隙压力，然后通过岩心传递一个压差脉冲，随着压力瞬间传递通过岩心，计算机数据采集系统记录岩心两端的压力差、下游压力和时间，并在电脑软件屏幕上绘制出压差和平均压力与时间的对数曲线，软件通过对压力和时间数据的线性回归计算渗透率，测量结果存储到数据文件中。使用很小的压差可以减少非达西流态的影响，改变孔隙压力进行多点测量，即可得出克氏渗透率。

常规稳态法测量技术：给岩心施加一个进口压力，气体流过岩心形成一个稳定的压差与流量，通过压力传感器、气体质量流量计测量该稳定的压差与流量，结合其他参数，根据达西定律，计算岩心渗透率。

三、设备技术参数与要求

1、覆压：0～70MPa

  (环压0-70Mpa、轴压0-70Mpa）

2、岩心规格：φ25×100mm、φ38×100mm

3、测量范围：孔隙度：≤60%；

4、渗透率：脉冲衰减0.00001~0.1md，流量计法0.1~10000md

5、   测量精度：孔隙度相对误差小于或等于0.5％，

  渗透率测量误差：低渗≤10% ， 高渗≤5%

6、孔隙度测试压力≤0.7MPa。

7、渗透率测试压力：流量计法0.01～0.5MPa，压力脉冲衰减测量7MPa

8、控制气源压力0.5MPa

8、测量气体要求：（i）种类：氮气,氦气

  控制气体要求：（i）种类：空气，（ii）压力：0.5MPa

四、设备运行现场条件

1、设备运行环境条件

实验室环境温度： -10℃-40℃

湿度：≤80％

2、电源条件

单相交流220V (+5% ~ -10%) ，50Hz，有单独的良好接地保护，电源零线与地线之间电压小于5V；

五、仪器的结构组成

覆压孔渗测定仪由模型系统、覆压系统、孔隙度测量系统、渗透率测量系统、自动控制系统、数据自动采处理系统等部分组成。

1、模型系统

由三轴向岩心夹持器组成。

工作压力：常压～70MPa

夹持器规格：φ25×100㎜、φ38×100㎜

   材质：316L

2、覆压系统

用于环压、轴压自动加载。由一台计算机控制的恒压力跟踪泵构成。

压力跟踪泵：70Mpa，最大流量20mL/min

覆压压力变送器： 量程80 MPa，0.25%，

3、孔隙度测量系统

由压力调节器、岩样杯及气控阀组组成。

   压力调节器：美国TESCOM，型号44-5200，入口压力3500psi，出口压力0-250psi，

岩样杯：φ25×100㎜, φ38×100㎜

1套，内含标准体积模块各4套，316L材质

气控阀组：用电磁阀控制气动阀CV210，实现孔隙度的自动测量。

4、渗透率测量系统

由压力调节器、定容器、流量传感器、压力传感器及气控阀组等组成。

压力调节器：

流量计法，美国TESCOM，型号44-5200，入口压力3500psi，出口压力0-100psi

脉冲衰减法，美国TESCOM，型号44-1800，入口压力6000psi，出口压力0-2500psi

流量传感器：选用气体质量流量计测量气体流量，为保证测试精度，选用3个不同量程的气体质量流量计，量程分别为10 ml/min，500 ml/min，3000 ml/min各一个

压力传感器：

          流量计法：量程0.5MPa， 0.1%；

脉冲衰减法：量程16MPa， 0.1%；

           差压100psi

气控阀组：用电磁阀控制气动阀CV210，实现渗透率的自动测量。

5、计算机控制及数据采集系统

包括控制及数据采集硬件和软件。用于自动控制各种阀门的工作，自动控制气体渗透率测量的全过程，并实时采集数据，实时显示曲线，计算及显示测量结果。数据储存到硬盘中，并可以转换到Excel数据表。