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1、中國石油大學(xué)油層物理實驗報告實驗日期：成績：班級：學(xué)號：姓名教師：同組者：實驗壓汞毛管力曲線測定一、實驗?zāi)康?.了解壓汞儀的工作原理及儀器結(jié)構(gòu)；2.掌握毛管力曲線的測定方法及實驗數(shù)據(jù)處理方法。二、實驗原理巖石的孔隙結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，可以看作一系列相互連通的毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)。汞不潤濕巖石孔隙，在外加壓力作用下，汞克服毛管力可進入巖石孔隙。隨壓力增加，汞依次由大到小進入巖石孔隙，巖心中的汞飽和度不斷增加。注入壓力與巖心中汞飽和度的關(guān)系曲線即為毛管力曲線，如圖所示。汞與空氣的界面張力σ=480達因／厘米，接觸角
2、θ=140o。圖1壓汞退汞毛管力曲線三、儀器流程與設(shè)備全套儀器由高壓巖心室，汞體積計量系統(tǒng)，壓力計量系統(tǒng)，補汞裝置，高壓動力系統(tǒng)，真空系統(tǒng)六大部分組成。1.高壓巖心室：該儀器設(shè)有一個巖心室，巖心室采用不銹鋼材質(zhì)，對稱半螺紋密封，密封可靠，便用便捷；樣品參數(shù)Φ25*20~25mm巖樣；可測孔隙直徑范圍：0.03~750μm.。2.汞體積計量系統(tǒng)：采用高精度差壓傳感器配合特制汞體積計量管進行計量，精度高、穩(wěn)定性好；汞體積分辨率：≤30μl;最低退出壓力：≤0.3Psi（0.002MPa）。1.壓力計
3、量系統(tǒng)：采用串聯(lián)階梯式計量的方法，主要由四個不同量程的壓力表串聯(lián)連接，由壓力控制閥自動選擇不同量程的壓力表計量不同壓力段的壓力值，提高了測量的準(zhǔn)確性；壓力表量程：0.1、1、6、60MPa各一只；可測壓力點數(shù)目：≥100個。2.補汞裝置：主要由調(diào)節(jié)系統(tǒng)，汞面探測系統(tǒng)及汞杯組成，并由指示燈顯示汞面位置。3.高壓動力系統(tǒng)：由高壓計量泵組成；工作壓力：0.002~50MPa；壓力平衡時間：≥60s。4.真空系統(tǒng)：主要有真空泵以及相關(guān)的管路閥件；真空度：≤0.005mmHg;真空維持時間：≥5min。圖
4、2壓汞儀流程圖四、實驗步驟1、裝巖心、抽真空：將巖樣放入巖心室，并關(guān)緊巖心室，開抽空閥，關(guān)真空泵放空閥；開真空泵抽空15~20分鐘；2、充汞：開巖心室閥，開補汞閥，調(diào)整汞杯高度，使汞杯液面至抽空閥的距離H與當(dāng)前大氣壓力下的汞柱高度（約460mm）相符；開隔離閥，重新調(diào)整汞杯高度，此時壓差傳感器輸出值為28.00~35.00cm之間；關(guān)抽空閥，關(guān)真空泵，打開真空泵放空閥，關(guān)閉補汞閥；3、進汞、退汞實驗：關(guān)高壓計量泵進液閥，調(diào)整計量泵，使最小量程壓力表為零；安設(shè)定壓力逐級進泵，穩(wěn)定后記錄壓力及汞體積
5、測量管中汞柱體積測量管中汞柱高度，直至達到實驗最高設(shè)定壓力；按設(shè)定壓力逐級退泵，穩(wěn)定后記錄壓力及汞體積測量管中汞柱高度，直至達到實驗最低設(shè)定壓力；1、結(jié)束實驗：開高壓計量泵進液閥，關(guān)隔離閥；開補汞閥，開抽空閥；打開巖心室，取出廢巖心，關(guān)緊巖心室，清理臺面汞珠。五、實驗結(jié)果處理要求1、計算巖心含汞飽和度，繪制毛管力曲線（舉例說明計算過程，并將含汞飽和度填入原始記錄表）；某一毛管力Pc對應(yīng)巖心飽和度：=/*100%=A(-)/*100%式中：—進汞壓力為零時的計量管汞柱高度，cm；—某一設(shè)定壓力對應(yīng)
6、的計量管汞柱高度，cm；2、計量管橫截面積，；—巖心中的孔隙體積，=1/4*π**L*Φ，；d—巖心直徑，cm;L—巖心長度，cm；Φ—巖心孔隙度，小數(shù)；根據(jù)毛管力Pc和對應(yīng)的巖心飽和度在半對數(shù)坐標(biāo)上繪制毛管力曲線。3、根據(jù)毛管力公式計算不同壓力對應(yīng)的毛管半徑，并繪制孔隙大小分布柱狀圖（舉例說明計算過程，并將毛管半徑填入原始記錄表）；由Pc=2σ*cosθ/r則r=2σ*cosθ/Pc=0.7354/Pc(μm)式中：Pc—毛管力，MPa；σ—汞與空氣的界面張力，480mN/m；θ—潤濕角，14
7、0°；r—毛管半徑，μm。4、求取巖石的最大孔喉半徑、飽和度中值壓力Pc50、退汞效率We等有關(guān)物性參數(shù)，并說明求取方法、在圖上標(biāo)明：（1）巖石的最大孔喉半徑：=0.7354/(μm)式中：—閥壓，MPa。（2）毛管力曲線上含汞飽和度為50%時相應(yīng)的毛管壓力Pc50，它越小反映巖石滲透率越好，產(chǎn)能約高；（3）在限定的壓力范圍內(nèi)，從最大注入壓力降到壓力接近零時，從巖心退出的汞體積與降壓前注入的汞總體積的百分比。它反映了非濕相毛細(xì)管效應(yīng)采收率。計算公式如下：We=（max-min）/max*100%
8、式中：We—退汞效率，%；max—壓汞曲線上，最高壓力對應(yīng)的巖心中的含汞飽和度，%；min—退汞曲線上，壓力接近零時巖心中的含汞飽和度，%。六、實驗數(shù)據(jù)處理毛管力曲線測定原始記錄巖心直徑：2.510cm計量管截面積：0.2891巖心長度：2.158cm巖心孔隙度：36.07%序號進汞壓力Mpa進汞高度cm校正高度cm汞飽和度%序號退汞壓力Mpa退汞高度cm校正高度cm汞飽和度%毛管半徑μm1032.2032.200.0010.00129.0723.5——20.00532.1132.150.682
