高溫覆壓孔滲測定儀

一、方 法 原 理

㈠．孔隙度

高溫高壓孔隙度的測量，系氣體法測定，測量介質(zhì)為氮氣，原理基于波義耳定律，即用已知體積的標準體，在設定的初始壓力下，使氣體向處于常壓下的巖心室作等溫膨脹，氣體擴散到巖心孔隙之中，利用壓力的變化和已知體積，依據氣態(tài)方程，即可求出被測巖樣的有效孔隙體積和顆粒體積，則可算出巖樣孔隙度。

㈡．滲透率

以氮氣為標準測試氣體，當氮氣在一定的壓力作用下流過(guò)被測樣品時(shí)，樣品兩端建立壓差△Pc，流過(guò)被測樣品的氣體直接進(jìn)入出口已知容積的定容器里（容器的容積與通過(guò)巖樣氣量多少相匹配），當定容器內壓力達到某一值（△Pt≤5%△Pc）時(shí)，由微機控制電磁閥打開(kāi)，使定容器內壓力與大氣平衡，同時(shí)微機記錄氣體充滿(mǎn)容器所需時(shí)間t和容器充滿(mǎn)氮氣時(shí)的壓力△Pt，利用下式可計算出巖心的氣體滲透率。

或：

式中：L —巖心長(cháng)度，cm;

△Pt —容器壓力，Kpa；

Vt —容器容積，cm³；

A —巖心截面積，cm²；

△Pc—巖心兩端壓差，Kpa；

t —容器充氣時(shí)間，S；

Pi —巖心入口壓力，Kpa；

μ—氮氣粘度，mpa.s

Ka—滲透率，10^-3μm²；

二、主 要 性 能

1．滲透率

測量范圍：0.001×10^-3μm²～8000×10^-3μm²；

相對誤差：K＜1×10^-3μm²，20%

            1×10^-3μm²＜K＜40×10^-3μm²，10%

K＜40×10^-3μm²，5%

2．孔隙度

測量范圍：≤50%

絕對偏差：0.5%

3．儀器工作條件

溫度：常溫～150℃

壓力：軸壓0～70MPa

        環(huán)壓0～70MPa

三、組成儀器的各部件技術(shù)規范

1．調壓閥1

型號：YT—5型，入口壓力：0～32MPa、出口壓力：0～4MPa

2．調壓閥2

型號：YT—5型，入口壓力：0～32MPa、出口壓力：0～10MPa，提供壓力倍增器的增壓。

3．調壓閥3

型號：YT—5型，入口壓力：0～32MPa、出口壓力：0～4MPa，提供滲透率測量壓力。

4．調壓閥4、調壓閥5

入口壓力：0～1MPa、出口壓力：0～0.8MPa，提供孔隙度的測量壓力，滲透率的測量壓力。

5．壓力倍增器

增壓比1﹕15，大增加70MPa，提供夾持器軸向環(huán)向壓力。

6．儲液罐

容積600mL，壓力70MPa

7．三軸夾持器

大軸壓、環(huán)壓：70MPa，適用巖心規格：φ25×25～80mm、φ38×25～80，大耐溫：180℃

8．模型杯

配有4種規格的標準塊，通過(guò)模型杯、標準室?jiàn)A持器可測定巖心的顆粒體積和孔隙體積。

定容器

定容器有10、100、1000cm³三種規格，用于與不同滲透率的樣品相匹配。

10．軸向、環(huán)向壓力傳感器

量程：80MPa、精度：0.5%F·S

11．差壓傳感器

量程：200KPa、精度：0.25%F·S

12．定容器壓力傳感器

量程：20KPa、精度：0.1%F·S

13．孔隙度測量壓力傳感器

量程：150psi、精度：0.1%F·S

14．巖心進(jìn)口壓力傳感器

量程：5000KPa、精度：0.1%F·S

15．恒溫箱

工作溫度：150℃、控溫精度：±1℃

16．真空泵

2XZ—0.5型

17．電磁閥

工作壓力：0.8MPa

18．數據采集控制

C104HPCI數據采集板，PCI1711采集板，PCLD－8710端子板

19．計算機、打印機

DELL P4，2.0G硬盤(pán)80G，內存256M，HP1000激光打印機

20．氣體質(zhì)量流量計

量程10sccm、300sccm、3000sccm，精度±1%F·S