GB T 29171-2012 岩石毛管压力曲线的测定.pdf
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1、道BICS 75.020 E 12 中华人民共和国国家标准GB/T 29171-2012 岩石毛管压力曲线的测定2013-07-01实施Rock capillary pressure measurement 2012-12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会、1汗马sm风门叫呵地川伊fr喃悦GB/T 29171-2012 目次前言.皿1 范围.2 规范性引用文件.3 压录法4 离心机法.4 5 半渗透隔板法.7 6 数据修约.10 7 报告内容及格式. . . . . . 10 附录A(资料性附录)Auto Pore系列压录仪测定毛管压力曲线方法.12
2、附录B(资料性附录)压录法岩石毛管压力曲线测定结果报告格式.13 附录C(资料性附录离心机法岩石毛管压力曲线测定结果报告格式.附录D(资料性附录常温常压隔板法毛管压力曲线测定结果报告格式.17 附录E(资料性附录)高温高压隔板法毛管压力曲线测定结果报告格式.19 I GB/T 29171-2012 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由全国石油天然气标准化技术委员会SAC/TC355归口。本标准起草单位z提高石油采收率国家重点实验室(中国石油勘探开发研究院。本标准主要起草人z张祖波、罗蔓莉、戴志坚、吕伟峰、洪颖。而皿GB/T 29171-2012 岩石毛管压力曲线的测
3、定1 范围本标准规定了测定岩石毛管压力曲线、计量仪器的技术指标、测定步骤与要求以及计算方法。本标准适用于胶结岩样的压录法、离心机法和半渗透隔板法毛管压力曲线的测定,其他类型岩心可参照执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。SY/T 5336 岩心分析方法3 压宗法3. 1 原理录对绝大多数岩石都是非润湿相,如果对京施加的压力大于或等于孔隙喉道的毛管压力,乘就克服毛管阻力进入孔隙。根据进录的孔隙体积分数和对应压力,就能得到毛管压力与岩样含乘饱和度的关系曲线,
4、称之为压录法毛管压力曲线。由于录的表面张力和润湿接触角比较稳定,常用注入型的压乘仪测得的毛管压力曲线换算孔隙大小及分布。假设孔隙系统是由粗细不同的圆柱形毛管束构成,则毛管压力与孔径间的关系如式(1)所示。式中z2些豆豆。-c Tc Pc-一毛管压力(绝对压力)的数值,单位为兆帕(MPa); -一表面张力的数值,单位为牛每米(N/m); O一一润湿接触角的数值,单位为度C);Tc一一毛管半径的数值,单位为微米(m)。在实验室条件下,=0.48N/m, 8=140.,则得出式(2):Pc一o.735 -r 根据式(2)可以将毛管压力曲线换算为孔喉大小及分布曲线。3.2 测量仪器的技术指标3.2.
5、1 最高工作压力不低于8MPao 3.2.2 仪器体积分辨率不低于0.01mL。. ( 1 ) . ( 2 ) 3.2.3 内外压平衡下的压乘仪,空白试验体积变化的数据稳定,其平行试验的最大变化值小于平均值的20%。1 GB/T 29171-2012 3.2.4 压隶仪真空度不低于133.4Pa。3.3 测定步骤及要求3.3. 1 样品3.3. 1. 1 样品的选择应具有代表性,其孔隙体积不大于压乖仪最大进乘体积的90%。3.3. 1.2 测试前样品应经过除油。3.3. 1.3 岩样烘干按照SY/T5336的规定执行。3.3. 1.4 样品应预先测得孔隙体积、孔隙度、岩样密度、空气渗透率。3.
6、3.2 柔的处理3.3.2. 1 使用前,应将乘清洗干净,保证亲被中元杭械杂盾和氧化膜。3.3.2.2 对于按3.3.2.1处理后未能净化的示,宜用酒精、丙酣、高磕酸饵进行清洗。3.3.3 测定步骤按照仪器的操作规程操作。3.3.4 测定压力点的数目及分布测定压力点的数目和分布应使毛管压力曲线光滑,扭点处应有控制点。3.3.5 测定点的平衡时间由计算机控制的压录仪,所设定的平衡时间不应少于30s(做标准样品例外h人工控制的压录仪,在进、退录高峰点及其附近点,平衡时间不应少于60s。对于渗透率小于1mD的岩样,平衡时间应适当加长。3.4 测定结果3.4. 1 计算3.4. 1. 1 岩样孔隐体羁
7、的计算3.4. 1. 1.1 当已知岩样质量、视密度和孔隙度时,则孔隙体积按式(3)计算zV二型重. . . . . . . . ( 3 ) . 式中zVp一一一孔隙体积的数值,单位为立方厘米(cm3); m一一岩样质量的数值,单位为克(g); 孔隙度的数值,以小数表示zp一一岩样的视密度的数值,单位为克每立方厘米(g/cm3)。3.4. 1. 1.2 当已知岩样总体积和颗粒体积时,则孔隙体积按式(4)计算zVp =Vb -Vg . . . .( 4 ) 式中zVb一一岩样的总体积的数值,单位为立方厘米(cm3); Vg一一岩样的颗粒体积的数值,单位为立方厘米(cm3)。3.4. 1. 2 录
8、饱和度的计算录饱和度按式(5)、式(6)计算z2 GB/T 29171-2012 (V i+1 -Vi)一(Vk.-Vk.) SHg二UVPV1110OHH. . . . .( 5 ) SHg = SHg. . . ( 6 ) 若(Vi+1-V;)(Vk - V k. ) .则令.SHR=0。I a -i+li .,. - -e 式中zSHg一一录饱和度增量的数值.%; Vi+1一一压力i+1时进录量的数值,单位为毫升(mL);k 一一压力扣时进求量的数值,单位为毫升(mL);Vki+1一一压力为PH1时,空白试验体积测量值的数值,单位为毫升(mL);Vki 压力为Pi时,空白试验体积测量值的
9、数值,单位为毫升(mL);a 仪器的体权常数,即压乘仪单位测量值所代表的体积变化;SHg一一累棋京饱和度的数值.%。3.4.2 毛管E力曲线以毛管压力的对数为纵坐标,累计录饱和度为横坐标,在半对数坐标图上绘制毛管压力与录饱和度的关系曲线。饱和度从右到左由0到100%。3.4.3 孔醺分布直方固以孔喉半径r为纵坐标,以对应的孔喉分布频率为横坐标作直方图。3.4.4 毛曾压力曲线上的特征参数3.4.4. 1 排驱压力(Pal)排驱压力也称阔压,它是非润湿相开始连续进入岩样最大喉道时所对应的毛管压力。在半对数坐标中沿着毛管压力曲线平坦部分的第一个拐点做切线,切线延长与纵坐标轴相交的压力点即为排驱压力
10、。3.4.4.2 饱和度中值压力(Pr50)饱和度中值压力指进京饱和度为50%时所对应的毛管压力。3.4.4.3 中值半径(rso)与饱和度中值压力相对应的喉道半径即为饱和度中值喉道半径,简称中值半径。3.4.4.4 最大进京饱和度(S,o,.)最大进录饱和度是指最高试验压力时的录饱和度值。3.4.4.5 残余京饱和度(SIIgr)残余录饱和度是指做退录试验时,当压力由最高试验压力退到起始压力或当地大气压时在岩样中残留的录饱和度。3.4.4.6 退*效率(W.)退隶效率W.是指退录试验时退录体积与进录体积比值的百分数,按式(7)计算。sm&ll - SHA:r We=snF 100 ( 7 )
11、 3 GB/T 29171-2012 式中zW. 退乖效率的数值,%;SID8I一-最大进乘饱和度的数值,%;SHgr一一残余乘饱和度的数值,%。3.4.5 麻皮效应的技正3.4.5. 1 在做压录试验的最初进京阶段中,进录量的增加是由于非润湿相录在岩样粗糙表面的坑凹处的贴合而引起的虚假侵入体积。随着压力的逐渐增大,坑凹被录占满,此时京还并没有真正进入孔喉系统,压力也没有达到排驱压力。但在仪器进录量中,如把这一部分的空腔体积累计到总孔喉系统的进录量中,会造成进乖饱和度数值偏大,这一现象称为麻皮效应。麻皮效应所产生的附加饱和度应当进行校正。3.4.5.2 麻皮效应的确定方法是首先确定排驱压力,过
12、排驱压力点,作X轴的平行线,该平行线与毛管压力曲线相交点所对应的录饱和度即为麻皮效应值。3.4.5.3 在总进京饱和度中减去麻皮效应值.3.4.6 Auto Pore系列压京仪测定毛管压力曲线方法Auto Pore系列压乖仪测定毛管压力曲线方法参见附录A。4 离心机法4. 1 原理将饱和润湿(非润湿相流体的岩样,装入充满非润湿(润湿)相流体的离心机样盒中,使其在一系列选定的角速度下旋转(见图。、由于岩样内外流体密度不同、使得两种流体所受的离心力不同,借助两相流体的离心压力差,克服岩样的毛管压力,使非润湿(润湿)相流体进入岩样,排驱出其中的润湿(非润湿)相流体。离心机的转速越高,则两相流体的离心
13、压力差越大,因而随着离心机转速的增大孔隙中润湿(非润湿)相流体不断被排驱出来。测量一系列稳定转速下润湿(非润湿相流体的累积排出体积,即可获得岩样的离心法毛管压力曲线。4 本方法适用于孔隙度大于或等于10%、空气渗透率大于5mD的岩样,其他岩心可参照执行。说明21一一岩样52一一多孔挡板E3一一岩样盒z4一一计量管。法固13 4 泊水离心法工作原理示意圄GB/T 29171-2012 4.2 测量仪器的技术指标4.2. 1 测量仪器应是岩心分析专用高速离心机,岩样盒和工作转盘示意图见图2和图3。4.2.2 转速小于或等于1500 r/min时的转速波动范围不超过士5%,转速大于1500 r/mi
14、n时的转速波动范围不超过士2%。4.2.3 计量管的分辨率不低于0.2mL。4.2.4 对计量管应用称重法每年进行一次标定,即标出读数刻度屏上单位刻度代表的实际流体体积,算出岩样盒系数。4.2.5 应注意控制离心机转速,尽可能测得接近于排驱压力的转速,但应注意避开离心机转速共振区。4.2.6 离心机试验温度变化应控制在士2C。说明21一一排气孔z2一一密封圈z3一一衬套E4一一一多孔挡板55一计量管。卡圄|a) 油驱水。a) 汹驱水b) 水驱泌圄2岩样盒结构示意图国=:Jb) 水驱泊圄3工作转盘示意固5 G/T 29171-2012 4.3 测定步骤及要求4.3. 1 岩样的准备4.3. 1.
15、 1 钻取直径大于或等于2.500cm,长度大于或等于2.500cm的柱状岩样。4.3. 1. 2 岩样清洗干净、烘干至质量恒定,并测量其几何尺寸、孔隙度和空气渗透率。4.3.2 油、水样的配制选用白油或用白土脱附后的中性煤油作试验油样,水样可按地层水分析资料人工配制。若无地层水资料时,可用标准盐水代替,其配方为zNaCl : CaC12 : MgC12 6H2 0= 7 : O. 6 : 0.4 特殊情况,可按用户的要求选择或配制油、水样。同时测定试验温度下油、水样的茹度和密度。4.3.3 岩样饱和地层水4.3.3. 1 称得干岩样质量后于密封容器中将岩样抽真空。4.3.3.2 在真空度达到
16、133.4Pa的条件下,维持1.5h后将岩样饱和试验用水(饱和岩样前抽空试验用水0.5h以上进行脱气),再抽空1h. 4.3.3.3 岩样在水样中静置至少8h。4.3.3.4 取出湿岩样,用润湿的滤纸吸去岩样表面水分后称其质量,按式(8)计算出岩样饱和地层水体积。. ( 8 ) 式中zV时岩样饱和地层水体积的数值,单位为立方厘米(cm3);m2一一湿岩样质量的数值,单位为克(g);ml 干岩样质量的数值,单位为克(g);Pw 饱和地层水的密度的数值,单位为克每立方厘米比/cm3)。4.3.4 装样4.3.4. 1 袖驱水试验时,在岩样盒内灌满试验油样,并将饱和地层水的岩样浸人袖中盖严。岩样盒按
17、照所使用仪器的配重精度进行配重平衡,将岩样盒装入离心盘,上机待运转。4.3.4.2 水驱油试验时,岩样盒内灌满水样,并将饱和油的岩样浸入水中盖严,其他操作按4.3.4.1的要求。4.3.4.3 离心机开机后,应注意观察岩样盒内油水有无外溢,必要时应停机检查。4.3.4.4 装样和称量时,应用湿滤纸除去岩样表面的浮水或浮油;操作要快,避免长时间暴露于空气中。4.3.5 测量和记录装有岩样的离心盘上机后,在试验温度下由低速逐渐向高速运转。在各恒定转速下,先每20min 记录一次离心机的转速及在该转速下岩样累计排出液的体现,以后每10min记录一次,直至两次记录的岩样累计排出液量不变为止,即完成一个
18、测试点,测得完整的曲线不少于10个测试点。4.4 毛管压力和饱和度的计算不同转速下两相流体的离心压力差就等于毛管压力。毛管压力按式(9)计算z6 Pci=川7X1内再(R.- ;) n2 式中zPci一一岩样驱替毛管压力的数值,单位为兆帕(MPa); .p一一两相流体密度差的数值,单位为克每立方厘米(g/cm3); L一一岩样长度的数值,单位为厘米(cm); R.一一岩样的外旋转半径的数值,单位为厘米(cm);n 一一离心机转速的数值,单位为转每分钟(r/min)。相应的岩样内平均剩余含水饱和度按式(10)计算zGB/T 29171-2012 ( 9 ) 了v_;-vS_=一一一X100. .
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