高溫覆壓下孔隙度和滲透率變化

1、刖H1第1章孔隙度和滲透率的測(cè)量原理21.1孔隙度的概念21.2孔隙度的基本類型及關(guān)系31.3 滲透率的基本概念41.4 達(dá)西直線滲流定律7第2章巖心的預(yù)處理及處理規(guī)則92.1 巖心的預(yù)處理流程92.2 巖心的處理規(guī)則9第3章孔隙度和滲透率的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量122 實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)介122 實(shí)驗(yàn)軟件操作步驟說明15第4章孔滲數(shù)據(jù)表及其高溫覆壓下的變化曲線24目前，油田勘探開發(fā)技術(shù)圍繞著提高油田綜合采收率這個(gè)目標(biāo)不斷發(fā)展。提高采收率所面臨的最重要的挑戰(zhàn)之一就是提高油藏描述水平,建立精細(xì)地質(zhì)模型，精確認(rèn)識(shí)油氣在地層的分布特征，而巖石的孔隙度和滲透率是巖石最重要的物性參數(shù)，它們的測(cè)量和解釋是油藏描述的關(guān)鍵。孔隙

2、度和滲透率是描述儲(chǔ)集層特征最常用也是最重要的兩個(gè)參數(shù)，它們和儲(chǔ)層所含流體數(shù)量及流體流動(dòng)能力有關(guān)。地球物理人員的主要任務(wù)，就是利用各種測(cè)井方法發(fā)現(xiàn)油氣資源，并且?guī)椭捎凸こ處熥畲笙薅鹊匕延蜌忾_采出來。當(dāng)前油氣勘探開發(fā)不斷向低孔、低滲、薄互層和深、淺層方向發(fā)展，勘探工作的難度越來越大，對(duì)我們地球物理工作者的要求也越來越高，巖石物理參數(shù)的測(cè)量研究，是各種測(cè)井方法和解釋方法的基礎(chǔ)，它是改進(jìn)現(xiàn)有的勘探方法，發(fā)展新的測(cè)井方法，構(gòu)思新的測(cè)井儀器和提出完善、合理的解釋模型，綜合利用測(cè)井資料、地質(zhì)資料的重要依據(jù)。一般巖石孔隙度和滲透率測(cè)量是在常溫常壓下完成的，但這并不能代表油藏儲(chǔ)層物性的真實(shí)特征。溫度和壓力的環(huán)

3、境因素對(duì)巖石孔、滲的測(cè)定有著重要的影響。測(cè)井所獲得是在地層條件下的物性參數(shù)，為了在地面上測(cè)得的參數(shù)能夠真實(shí)反映原始地層的情況，這就要求我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬一定壓力和溫度，形成類似井下真實(shí)的環(huán)境，才能比較真實(shí)的反映地層情況。另外在測(cè)量前，巖石的制備工作，如取心尺寸的選擇、烘干、飽和、加溫、加壓等每一道工序，都要特別謹(jǐn)慎，不能破壞巖心原始狀態(tài)的結(jié)構(gòu)本項(xiàng)目就是利用實(shí)驗(yàn)室的相應(yīng)儀器模擬地下溫度壓力條件，完成在高溫覆壓情況下測(cè)量巖心孔隙度和滲透率，并分析巖心孔滲參數(shù)隨溫度、壓力的變化規(guī)律，為油田儲(chǔ)集層解釋提供參考的依據(jù)，提高解釋復(fù)合率。第1章孔隙度和滲透率的測(cè)量原理1.1孔隙度的概念巖石的孔隙性是衡量巖石

4、孔隙空間儲(chǔ)集油氣能力的一個(gè)重要度量，巖石的孔隙性一般用孔隙度來表示。幾乎所有的巖層都具有孔隙性，但是他們的孔隙度的大小在很大的范圍內(nèi)變化。在深部巖漿巖層和變質(zhì)巖層中未經(jīng)歷構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破碎或風(fēng)化的孔隙的總體積只占巖層的總體積的百分之一或百分之零點(diǎn)一。大多數(shù)沉積巖層，特別是碎屑巖的孔隙總體積占巖層總體積的達(dá)到百分之四十，甚至更多。地殼中所有的巖石多少都有一些孔隙。按孔隙的生成及形成過程分原生和次生兩類。原生孔隙包括碎屑沉積(如砂巖，礫巖，生物碎屑灰?guī)r等等)。顆粒之間的粒間孔隙，巖層層理，層面間的層間孔隙和噴發(fā)巖中的氣體等。決定原生孔隙形狀和大小的因素是顆粒的形狀，分選程度，排列性質(zhì)，緊密程度和膠結(jié)程度

5、等等。巖石生成以后由于次生作用形成的孔隙稱為次生孔隙度。決定次生孔隙度的諸因素是：溶解的過程，鹽類和膠結(jié)物重新沉淀以及巖石的白云化等等。例如，在巖石的白云化過程中，由于碳酸鈣為碳酸鎂所取代，使得石灰?guī)r的體積縮小百分之十二，這就產(chǎn)生了裂縫和孔洞。這些裂隙和孔洞都屬于次生孔隙。所有這些孔洞和裂縫都可能成為油氣儲(chǔ)存的場(chǎng)所和流動(dòng)通道。為了衡量巖石中孔隙總體積的大小，以表征巖石孔隙的發(fā)育程度，提出了孔隙度的概念。巖石孔隙度就是巖樣中所有孔隙空間總體積與該巖樣的體積的比值(用百分?jǐn)?shù)表示)。在自然條件下，巖石中不同大小的孔隙，以及孔隙之間的連通程度的不同，對(duì)流體的儲(chǔ)存和流動(dòng)所起的作用是不相同的。實(shí)踐表明，儲(chǔ)

6、集層的儲(chǔ)集性質(zhì)，在很大程度上是由于孔隙孔道大小來決定的。按孔隙的大小和它們對(duì)流體的作用可以把巖石孔隙分為三類：(1)超毛細(xì)管孔隙孔隙直徑尺寸大于0.5毫米，裂縫寬度大于0.25毫米者。在自然條件下，在這類孔隙中，除巖石顆粒表面有一層不能流動(dòng)的束縛水以外，在重力作用下其它的流體油水和氣沿著毛細(xì)管孔道運(yùn)動(dòng)是很自由的。一些膠結(jié)不好的砂巖或未膠結(jié)的巖層中的孔隙，大部分都屬于這類孔隙。(2)毛細(xì)管孔隙孔隙直徑尺寸在0.50.0002毫米，裂縫寬度介于0.250.0001毫米之間者。在這類孔隙中，除了顆粒表面的束縛水不能流動(dòng)以外，在某些毛細(xì)管彎曲度較大的地方，還會(huì)有不能流動(dòng)的毛細(xì)管滯水。油，水和氣沿著毛細(xì)

7、管孔道運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到毛細(xì)管阻滯作用很大，而不能自由流動(dòng)。在由一般的孔隙形成的毛細(xì)管中，由于毛細(xì)管力隨毛細(xì)管變細(xì)而增加，故只有在加上的比阻撓液體運(yùn)動(dòng)的毛細(xì)管力還要大的力時(shí)，油，氣，水才能沿著這些管道運(yùn)動(dòng)。一般的砂巖孔隙，大都屬于這一類。(3)微毛細(xì)管孔隙孔隙直徑尺寸小于0.0002毫米，裂縫寬度小于0.0001毫米者。由于這類孔隙極其微小，孔壁表面對(duì)分子的作用力可以到達(dá)孔隙孔道的中心，故在通常壓力條件下，流體在其中是不能流動(dòng)的。這類孔隙中的流體一般是成巖過程中形成的地層水，其它地層生成的油氣不可能進(jìn)入這類孔隙。一般的粘土層和泥巖的孔隙均屬于這一類。巖石孔隙主要為微毛細(xì)管時(shí)，不管其孔隙度的大小如何，

8、此巖層對(duì)液體和氣體是不滲透的。如巖石的孔隙主要是那些斷面足夠大的毛細(xì)管和超毛細(xì)管孔隙組成的，那該巖層就是好的儲(chǔ)集層。從實(shí)際出發(fā)，只有那些互相連通的超毛細(xì)管孔隙和毛細(xì)管孔隙才具有實(shí)際意義，因?yàn)樗粌H能儲(chǔ)存油氣，且可以允許油氣滲濾；而那些孤立的互不連通的孔隙和微毛細(xì)管孔隙，即使其中儲(chǔ)存有油和氣，實(shí)際上沒有太大的意義。綜上所述可得出結(jié)論；在自然條件下，當(dāng)有壓差存在時(shí)，不是所有的孔隙里的液體和氣體都能流動(dòng)的。1.2孔隙度的基本類型及關(guān)系巖石的孔隙度大致可以分為三類：(1)巖石的絕對(duì)孔隙度4a:是指巖石的總孔隙體積Va與巖石外表體積Vb之比,即：句=幺100%(2aVb(2)巖石的有效孔隙度*e：是指巖

9、石中有效孔隙的體積Ve與巖石外表體積Vb之比。有效孔隙體積是指在一定壓差下被油氣飽和并參與滲流的連通孔隙體積，即：/=選父100%(2Vb需要注意的是：有些孔隙雖然彼此連通但未必都能讓流體通過，如在親水巖石孔壁表面常存在著水膜，相應(yīng)縮小了油流孔隙通道。因此，從油田開發(fā)實(shí)際出發(fā)，又在上述孔隙度基礎(chǔ)上，進(jìn)一步劃分出流動(dòng)孔隙度的概念來。（3）巖石的流動(dòng)孔隙度*f:是指在含油巖石中，由能在其內(nèi)流動(dòng)的孔隙體積Vf與巖石外表體積Vb之比。即:(23)Vf100%流動(dòng)孔隙度與有效孔隙度的區(qū)別在于：它不僅排除了死孔隙，亦排除了那些為毛管力所束縛的液體所占有效體積，還排除了巖石顆粒表面上液體薄膜的體積。此外，流

10、動(dòng)孔隙度還隨地層中的壓力梯度和液體的物理一化學(xué)性質(zhì)如粘度等而變化。因此，巖石流動(dòng)孔隙度在數(shù)值上是不確定的。盡管如此，在油田開發(fā)分析中,流動(dòng)孔隙度仍具有一定的實(shí)際價(jià)值。由上述分析不難理解，絕對(duì)孔隙度外有效孔隙度外及流動(dòng)孔隙度售間的關(guān)系應(yīng)該是：a>e>f。滲透率的基本概念巖石的滲透性是指巖石允許流體通過的能力，一般用滲透率來表示。滲透率就是衡量流體通過相互連通的巖石空隙空間難易程度的尺度。不言而喻，巖石具有連通的孔隙（孔隙、孔洞、毛細(xì)管或裂縫）是形成滲透性的必要條件。巖層滲透率是評(píng)價(jià)油層好壞的重要指標(biāo)之一，也是編制油田開發(fā)方案分析油田動(dòng)態(tài)的一個(gè)基本參數(shù)。確定巖層滲透率，是測(cè)井資料定量解

11、釋的重要任務(wù)之一。目前，測(cè)井確定巖層滲透率的方法很多，但精度都不高，其中比較有效的一種方法，是以孔隙度和束縛水飽和度為基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)方法。這種方法是從油田的實(shí)際資料（包括巖層的物性分析資料和測(cè)井資料）出發(fā)，通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析建立起來的計(jì)算方法。理論與實(shí)踐都標(biāo)明：滲透率和孔隙度及束縛水飽和度存在著較好的相關(guān)性，一般情況下滲透率隨孔隙度的增加而增加，隨束縛水飽和度的增加而減小。在油田開采過程中，正是由于儲(chǔ)油巖石具有這種性質(zhì)，儲(chǔ)存于其中的油、氣才能從油層流向井內(nèi)。巖石滲透性的好壞反映著流體在多孔介質(zhì)內(nèi)流動(dòng)時(shí)阻力的大小，它與巖石的孔隙結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，由于巖石孔隙很小，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，我們不可能也沒有必要從微

12、觀上求得每個(gè)孔隙通道中的流動(dòng)阻力的大?。ó?dāng)然，從事微觀驅(qū)油機(jī)理研究者例外），我們可以在一定條件下，根據(jù)流體流量的大小，以宏觀上來定量研究巖石結(jié)構(gòu)對(duì)流體流動(dòng)阻力的影響及其滲透性的好壞。通常是對(duì)一定大小和形狀的油層巖芯進(jìn)行滲濾試驗(yàn)來研究巖石的滲透性。通常，滲透率是根據(jù)在已知條件下，使流體通過巖樣來確定的。若流體和巖石不發(fā)生相互作用，巖樣的幾何形態(tài)又不因巖樣制備方法和滲透率測(cè)試方法而改變，則對(duì)于一定的均質(zhì)流體來說，所測(cè)得的滲透率與流體無關(guān)，只取決于巖石本身的骨架特性。因此，對(duì)于給定的巖樣，其滲透率是一個(gè)常數(shù)。這種均質(zhì)流體的滲透率叫做絕對(duì)滲透率（K）。滲透率的單位是達(dá)西。它相當(dāng)于壓力梯度為1大氣壓/厘

13、米的條件下，巖石允許粘度為1厘泊、體積為1立方厘米的流體，在1秒鐘內(nèi)通過截面積為1立方厘米巖石的能力。這個(gè)單位太大，通常采用千分之一達(dá)西（毫達(dá)西）作為滲透率的單位。產(chǎn)層的滲透率有很大的變化范圍，從小于0.1毫達(dá)西到5000毫達(dá)西左右。工業(yè)油氣井的滲透率下限主要取決于產(chǎn)層的有效厚度、油氣比、地層壓力、和水飽和度和埋藏深度。滲透率不僅取決于巖石的性質(zhì)，還取決于流體的性質(zhì)。它對(duì)于氣體的滲透率較大而對(duì)液體的較小。它分為絕對(duì)滲透率，有效滲透率和相對(duì)滲透率。與所實(shí)驗(yàn)的巖石不發(fā)生任何物理和化學(xué)的作用的均一流體的滲透率被稱為絕對(duì)滲透率，也叫物理滲透率。在實(shí)際工作中用空氣求出的滲透率作為絕對(duì)滲透率。它反映了巖石

14、本身的性質(zhì)及巖石孔隙空間形態(tài)。巖石絕對(duì)滲透率大小只與巖石本身的性質(zhì)及巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，與流體性質(zhì)無關(guān)，如果巖石被其他流體飽和并實(shí)驗(yàn)時(shí)，巖石的絕對(duì)滲透率不改變。當(dāng)有兩種或兩種以上的不能混合的流體（如油和水）通過巖石時(shí)。對(duì)其中每一種流體測(cè)得的滲透率稱為流體的有效滲透率。它對(duì)巖石儲(chǔ)集性質(zhì)的評(píng)價(jià)具有重要的意義。有效滲透率由于液體惡化氣體不同，以及隨測(cè)定溫度和壓力的不同而變化。因此石油地質(zhì)工作者把巖樣送給實(shí)驗(yàn)室，必須提出測(cè)定的有效滲透率的那些條件或者給出在任何情況下，同一巖石測(cè)定出的有效滲透率發(fā)生變化取決定性因素的解釋。例如由于石油的性質(zhì)它的溫度以及采用的壓力差；其他流體是否存在某因素的影響；其數(shù)值是會(huì)

15、發(fā)生變化的。由于不同的流體在巖石內(nèi)流動(dòng)時(shí)，必然會(huì)發(fā)生相互作用，一種流體的存在減少了另一種流體流動(dòng)的通道，其結(jié)果就會(huì)使有效滲透率小于絕對(duì)滲透率。因此，有效滲透率除了與巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)外，而且還取決于孔隙內(nèi)各種流體的相對(duì)含量。有效滲透率與絕對(duì)滲透率的比值稱為相對(duì)滲透率。用百分?jǐn)?shù)表示。所有巖層按滲透率的大小可以分為六個(gè)等級(jí)：1、滲透性很好，滲透率大于1達(dá)西；2、滲透性好，0.1達(dá)西小于滲透率小于1達(dá)西；3、滲透性中等，0.01達(dá)西小于滲透率小于0.1達(dá)西；4、滲透性弱，0.001達(dá)西小于滲透率小于0.01達(dá)西；5、滲透性很弱，0.1毫達(dá)西小于滲透率小于1毫達(dá)西；6、實(shí)際上不滲透，滲透率小于0.1毫達(dá)

16、西。當(dāng)多種流體同時(shí)流過巖石時(shí)，相對(duì)滲透率的大小是對(duì)每種流體通過巖石難易程度的量度。因此，如果把相對(duì)滲透率表示為飽和度的函數(shù)，那么，所繪制的相對(duì)滲透率曲線便可反映巖石產(chǎn)出某種流體的能力，透率曲線便可反映巖石產(chǎn)出某種流體的能力，圖3.1相對(duì)滲透率與飽和度的關(guān)系圖相對(duì)滲透率圖3.1是親水地層內(nèi)僅含油和水的相對(duì)滲透率曲線示意圖。同種橫坐標(biāo)為含水飽和度Sw和含油飽和度So的互補(bǔ)刻度。曲線表明，含油飽和度高時(shí)，油的相對(duì)滲透率Kro大，而水的相對(duì)滲透率Krw小，原油易流動(dòng)而水不易流動(dòng)。含水飽和度Sw高時(shí)，Kro小而Krw大，水易流動(dòng)而油不易流動(dòng)。圖3.1中油的相對(duì)滲透率曲線（Kro）趨于零的飽和度值相當(dāng)于地

17、層的殘余油飽和度（Sor）。在這種情況下，油在孔隙內(nèi)不能流動(dòng)。同樣，當(dāng)Sw=（Sw）min時(shí)，Krw曲線趨于零，產(chǎn)層產(chǎn)油而不產(chǎn)水。這部分水或者被毛細(xì)管力保留于產(chǎn)層的微小孔隙內(nèi)或者被親水地層巖石顆粒表面的分子力所吸附。因此，油氣層之所以不出水，并非不含水，而在于這部分水的相對(duì)滲透率極小，不能流動(dòng)，或者說，油氣層只含油氣水”不含可動(dòng)水”。已經(jīng)證明，砂巖地層中的束縛水飽和度Swi經(jīng)常可表示為孔隙度和顆粒中值的函數(shù)，碳酸鹽巖地層Swi則是孔隙度與滲透率的函數(shù)。經(jīng)驗(yàn)表明，油氣層的束縛水飽和度的變化范圍很大，可由10-70%。這意味著，油氣層的含油飽和度也可由30-90%。達(dá)西直線滲流定律1856年法國(guó)工

18、程師達(dá)西研究了水通過砂濾器的流動(dòng)問題，由試驗(yàn)方法得到流體通過多孔巖石的關(guān)系式：Q=KFh1一"（3-1）L式中：Q-通過截面積為F高為L(zhǎng)的圓柱形充砂管子水向下流動(dòng)的體積速率；h1和h2-相對(duì)于某個(gè)基準(zhǔn)面，壓力計(jì)中水柱高度；K-比例常數(shù)。達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置圖示于圖3.2中。后來人們發(fā)現(xiàn)，達(dá)西定律也可以用于其它流體，比例常數(shù)K應(yīng)以K/仙來表示。這樣，達(dá)西定律就可以表達(dá)為：?jiǎn)挝粫r(shí)間，通過巖心的流體體積（Q）與巖心兩端壓差（AP=P1-P2及巖心橫截面積（F）成正比；與巖心長(zhǎng)度（L）及流體粘度（卜）成反比，即：(3-2)或?qū)懗?(3-3)'/-KdPV-JdL式中V-在單位時(shí)間內(nèi)通過巖心單

19、位面積沿滲流方向的體積(滲流速度)；曳-沿滲流方向的壓力梯度。dL稱為巖石的絕對(duì)滲透率。其中K為比例系數(shù)。如果當(dāng)巖心中全部為單相流體所充滿，巖石與流體不發(fā)生化學(xué)和物理化學(xué)作用的層流條件下，它是與流體性質(zhì)無關(guān)的常數(shù)，在這種條件下它是僅取決于巖心結(jié)構(gòu)的參數(shù)，將(1-19)式改寫成：(3-4)QLK二FP就可以計(jì)算巖石的滲透率如果我們用L、M和T來相應(yīng)表示長(zhǎng)度質(zhì)量和時(shí)間的因次，那么，Q的因次為L(zhǎng)3/T；N的因次為M/LT;F的因次為L(zhǎng)2,P的因次為M/LT2;則K的因次為L(zhǎng)2,所以在厘米、克、秒單位制中滲透率單位應(yīng)為平方厘米。如果以它作單位，其數(shù)值大小了使用起來很不方便，所以在石油工業(yè)常用達(dá)西作為滲

20、透率的單位，它是這樣定義的：以粘度為1厘泊的流體完全飽和巖石孔隙，在1大氣壓的壓差下以層流方式通過截面1平方厘米長(zhǎng)1厘米的巖樣時(shí)，若其流體流量為1厘米3/秒，則該巖石的滲透率為1達(dá)西。1D=1.02*10'cm2=1.02m2絕對(duì)滲透率是巖石的自身性質(zhì)，它取決于巖石孔隙結(jié)構(gòu)：在層流、巖石與流體不起反應(yīng)和100勵(lì)流動(dòng)流體飽和的條件下，演示的絕對(duì)滲透率與所通過的流體性質(zhì)無關(guān)，這一點(diǎn)通過下面的例題可以看得更清楚。設(shè)有一塊砂巖巖心，長(zhǎng)度L=3cm2,截面積A=2cm2,其中只有粘度N=1cp的鹽水通過，在壓差Pp=2大氣壓下通過巖心的流量Q=0.5cm3/s,根據(jù)下式算自：“QL0.513K=

21、0.375D如果上面這塊巖心不是用鹽水通過，而是用粘度N=3cp的油通過，在同樣壓差A(yù)P=2大氣壓下，它的流量Q=0.167cm3/s,同理算得：0.16733=0.375D顯見，巖石的絕對(duì)滲透率K并不因?yàn)橥ㄟ^的是水還是油而有所改變，即巖石的滲透率是一常數(shù)。但實(shí)際上用液體測(cè)得的滲透率往往不是一個(gè)常數(shù)，或是因?yàn)樘烊粠r心中含有的粘土遇水膨脹而使?jié)B透率減小，或是由于油的吸附而使得滲透率降低。第2章巖心的預(yù)處理及處理規(guī)則（原因）巖心的預(yù)處理流程1、選樣2、編號(hào)3、洗油4、烘干5、洗鹽6、烘干7、巖心試樣的高度與直徑測(cè)量巖心的處理規(guī)則巖心試樣選取規(guī)則巖心試樣的選取應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象，研究?jī)?nèi)容，項(xiàng)目，根據(jù)選取

22、的研究油田區(qū)域，區(qū)塊，地層，選取具有代表性的巖心。選取規(guī)則一般選擇巖層橫向變化不大的巖心試樣若干塊（通過取心資料進(jìn)行鉆取），每塊取心資料鉆取的試樣沿水平層理加工成直徑1英寸，1.5英寸，2英寸，長(zhǎng)度25厘米-80厘米的圓柱體，按要求要事先測(cè)出巖心的規(guī)格，每一數(shù)值要在巖心試樣選取三個(gè)不同測(cè)量點(diǎn)用千分卡尺測(cè)出，分別按順序計(jì)入數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表內(nèi)，并計(jì)算出每塊巖心的平均高度和平均直徑。巖心處理流程.巖心試樣編號(hào)將選取好的巖心試樣，同時(shí)按鉆取的井號(hào)，深度順序編號(hào)。將編號(hào)用記號(hào)在巖心試樣上面，要清晰（為防止字跡脫掉，標(biāo)記時(shí)可在巖心試樣的兩個(gè)不同的位置注兩遍編號(hào)）。.巖心試樣洗油孔隙度和滲透率是巖石本身的屬性，如

23、果有油和鹽附于巖石孔隙的喉道中，就會(huì)影響有關(guān)參數(shù)的測(cè)量。因此，在測(cè)試前要首先對(duì)被測(cè)巖心試樣進(jìn)行洗油，洗鹽工作。巖芯洗油目前大都采用脂的抽提器、脂肪抽提器，裝置見附錄，下面對(duì)其組成進(jìn)行一下簡(jiǎn)介：燒瓶：加熱洗滌溶劑；巖心室：裝巖心試樣進(jìn)行清洗；冷凝管：冷卻溶劑蒸氣；加熱采用電加熱套加熱。洗滌溶劑常用的有：三氯甲烷，四氯甲化碳，二甲苯，丙酮，二氯乙烯，四氯乙烯，石腦油，乙烷，石油醴，溶劑汽油等。選用溶劑需要注意的是：任何溶劑都會(huì)不同程度的改變巖石的濕潤(rùn)性。因此，選用溶劑提取巖心時(shí)應(yīng)盡量選那些適合的溶劑。如對(duì)油樣巖心選用溶劑汽油，四氯化碳或石油醴。而對(duì)親水巖心試樣則選用1:2或1;3的酒精-苯。如果提

24、取含瀝青基原油的樣品，則選用甲苯或70%烷加上30刈醇清洗。清洗：將巖心試樣放入蒸儲(chǔ)提取巖心瓶中，將溶解原油能力較強(qiáng)的有機(jī)溶劑加入到燒瓶中（以液面達(dá)到燒瓶的2/3處為好）。將蒸發(fā)提取器的進(jìn)出管線連接好，接口處扎緊防止工作時(shí)漏水，再將各接口處密封好后，對(duì)巖心進(jìn)行沖刷，浸泡，使巖芯內(nèi)的有機(jī)溶質(zhì)在溶劑油中。當(dāng)溶劑滴滿巖心室時(shí)，靠虹吸作用，使含有有機(jī)質(zhì)的溶劑回流到燒瓶中繼續(xù)加熱蒸發(fā)，這樣循環(huán)清洗，直到把巖心試樣中的原油，有機(jī)質(zhì)清洗干凈為止。在加熱，蒸儲(chǔ)，浸泡巖心的循環(huán)過程中，當(dāng)巖心室內(nèi)內(nèi)的溶劑達(dá)到無色透明的時(shí)候停止加熱?？刂坪媒輲r心室?guī)r心的液面，再經(jīng)48小時(shí)以上的浸泡，當(dāng)巖心室內(nèi)的溶劑仍為無色透明的

25、時(shí)候，即為巖心試樣洗油完畢。.巖心試樣洗鹽，巖心試樣洗鹽也可以采用蒸氣提取器進(jìn)行，一般地層水礦化度30000mg/L的巖心，洗油后還必須進(jìn)行用甲醇或其他溶解鹽的溶劑洗鹽。我們進(jìn)行巖心試樣洗鹽通常采用常規(guī)的蒸儲(chǔ)水浸泡法，將洗過油且經(jīng)過烘干的巖心試樣用純凈的蒸儲(chǔ)水浸泡，每間隔4-6小時(shí)更換一次溶液，在洗鹽過程中可以給溶液加溫，以加快離子的運(yùn)移速度（加快洗鹽）。判斷洗鹽結(jié)果，可以采用電導(dǎo)儀測(cè)定清洗溶液的水電導(dǎo)率和通過測(cè)量被清洗巖樣的電阻值來進(jìn)行判斷。.巖心試樣烘干將經(jīng)過洗油，洗鹽的巖心試樣中的水分完全蒸發(fā)掉，可以采用自然揮發(fā)法或?qū)r樣放進(jìn)烘干箱內(nèi)，在50度左右的溫度下將其內(nèi)的水分蒸發(fā)掉。對(duì)于含粘土及

26、石膏較少的砂巖試樣，為使隙間水逸出而不改變礦物成分的性質(zhì)，一般將溫度控制在105左右，烘8小時(shí)以上，到巖樣恒重為止。對(duì)于一些粘土及石膏較多的巖樣，一般采用恒溫恒濕法。將巖樣放入恒溫恒濕干燥箱中，該烘箱能保持一定的溫度，對(duì)于蒙脫石，伊利石等水敏性粘土含量高的樣品，一般溫度控制在6193,溫度才5制在45,烘干時(shí)間控制在48小時(shí)。0.巖心試樣的高度和直徑測(cè)量將干燥好的巖心用千分卡尺分別測(cè)出巖心試樣的高度和直徑，分別測(cè)三次轉(zhuǎn)換角度，以減小誤差提高準(zhǔn)確率。將測(cè)量好的高度和直徑的值按順序號(hào)登記到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表上。第3章孔隙度和滲透率的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)介本次實(shí)驗(yàn)所使用的儀器是由江蘇海安石油儀器廠生產(chǎn)的FY

27、KS-2高溫覆壓孔滲測(cè)定儀，測(cè)量孔隙度和滲透率都通過使用氮?dú)鈦硗瓿?，所有的?shù)據(jù)的采集和記錄以及孔隙度和滲透率的計(jì)算都通過計(jì)算機(jī)來完成，最后，該軟件將以表格和圖表的形式生成最后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。FYKS-2高溫覆壓孔滲測(cè)定儀及其氣路圖見附錄。方法原理.孔隙度高溫高壓孔隙度的測(cè)量，系氣體法測(cè)定，測(cè)量介質(zhì)為氮?dú)?，原理基于波義耳定律，即用已知體積的標(biāo)準(zhǔn)體，在設(shè)定的初始?jí)毫ο?，使氣體向處于常壓下的巖心室作等溫膨脹，氣體擴(kuò)散到巖心孔隙之中，利用壓力的變化和已知體積,依據(jù)氣態(tài)方程，即可求出被測(cè)巖樣的有效孔隙體積和顆粒體積，則可算出巖樣孔隙度。V孔V孔+V顆X100%.滲透率以氮?dú)鉃闃?biāo)準(zhǔn)測(cè)試氣體，當(dāng)?shù)獨(dú)庠谝欢ǖ膲毫ψ?/p>

28、用下流過被測(cè)樣品時(shí)，樣品兩端建立壓差Pc,流過被測(cè)樣品的氣體直接進(jìn)入出口已知容積的定容器里Vt5xx10t(容器的容積與通過巖樣氣量多少相匹配)，當(dāng)定容器內(nèi)壓力達(dá)到某一值(Pt05%4Pc)時(shí)，由微機(jī)控制電磁閥打開，使定容器內(nèi)壓力與大氣平衡，同時(shí)微機(jī)記錄氣體充滿容器所需時(shí)間t和容器充滿氮?dú)鈺r(shí)的壓力Pt,利用下式可計(jì)算出巖心的氣體滲透率。Ka=2口LNt2.1._、2APi-(P0+-1APt)或:5-32X10X10pmllL-APtVtKa=AAPt(Pi-APc/2)式中：L一巖心長(zhǎng)度，cm;Pt一容器壓力，Kpa；Vt一容器容積，cm3;A一巖心截面積，cm2;Pc巖心兩端壓差，Kpa；

29、t一容器充氣時(shí)間，S;Pi巖心入口壓力，Kpa小一氮?dú)庹扯?，mpa.sKa滲透率，10-3nm2;重要性能.滲透率測(cè)量范圍：0.001X10一、m8000X10-3仙品；相對(duì)誤差：K<1X10%m2,20%*10-3以吊<K<40X10-3m2,10%K<40X10-3小吊，5%.孔隙度測(cè)量范圍：<50%絕對(duì)偏差：0.5%.儀器工作條件溫度：常溫150c壓力：軸壓070MPa環(huán)壓070MPa組成儀器的各部件技術(shù)規(guī)范.調(diào)壓閥1型號(hào)：YR5型，入口壓力：032MPa出口壓力：04MPa.調(diào)壓閥2型號(hào)：YR5型，入口壓力：032MPa出口壓力：010MPa提供壓力倍增器

30、的增壓。.調(diào)壓閥3型號(hào)：YR5型，入口壓力：032MPa出口壓力：04MPa提供滲透率測(cè)量壓力。.調(diào)壓閥4、調(diào)壓閥5入口壓力：01MPa出口壓力：00.8MPa,提供孔隙度的測(cè)量壓力，滲透率的測(cè)量壓力。.壓力倍增器增壓比1：15,最大增加70MPa提供夾持器軸向環(huán)向壓力。6,儲(chǔ)液罐容積600mL壓力70MPa.三軸夾持器最大軸壓、環(huán)壓：70MPa適用巖心規(guī)格：（|）25X2580mm638X2580,最大耐溫：180c.模型杯配有4種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)塊，通過模型杯、標(biāo)準(zhǔn)室夾持器可測(cè)定巖心的顆粒體積和孔隙體積。.定容器定容器有10、100、1000cm三種規(guī)格，用于與不同滲透率的樣品相匹配。.軸向、環(huán)

31、向壓力傳感器量程：80MPa精度：0.5%FS.差壓傳感器量程：200KPa精度：0.25%FS.定容器壓力傳感器量程：20KPa精度：0.1%FS.孔隙度測(cè)量壓力傳感器量程：150Psi、精度：0.1%FS.巖心進(jìn)口壓力傳感器量程：5000KPa精度：0.1%FS.恒溫箱工作溫度：150C、控溫精度：±1C.真空泵2XZ0.5型.電磁閥工作壓力：0.8MPa.數(shù)據(jù)采集控制C104HPCI數(shù)據(jù)采集板，PCI1711采集板，PCLID-8710端子板.計(jì)算機(jī)、打印機(jī)DELLP4,2.0G硬盤80G內(nèi)存256MHP100O光打印機(jī).氣體質(zhì)量流量計(jì)量程10sccmr300sccm>3

32、000sccm,精度±1%FS3.2實(shí)驗(yàn)軟件操作步驟說明FYKS系列高溫覆壓孔滲測(cè)定儀軟件分以下六大功能：1）系統(tǒng)設(shè)置2）參數(shù)錄入3）系統(tǒng)測(cè)定4）數(shù)據(jù)報(bào)表5）數(shù)據(jù)管理6）退出系統(tǒng)一、啟動(dòng)FYKS系列高溫覆壓孔滲測(cè)定儀軟件點(diǎn)擊【開始】【程序】【FYKSS列高溫覆壓孔滲測(cè)定儀】【FYKS系列高溫覆壓孔滲測(cè)定儀】將會(huì)出現(xiàn)如下畫面：在上面的窗口上點(diǎn)擊鼠標(biāo)或按鍵盤任意鍵后，將會(huì)出現(xiàn)下面軟件主屏幕。系統(tǒng)設(shè)置本功能用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。點(diǎn)擊【系統(tǒng)設(shè)置】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面:<FYKS系列高溫覆壓孔滲測(cè)定1【系統(tǒng)設(shè)置®】欖苑1腳1EC1HH卡設(shè)置(C)E1T11卡設(shè)置Q)】E標(biāo)準(zhǔn)體積設(shè)

33、置電1、點(diǎn)擊【C104H#設(shè)置】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面:本窗口用于設(shè)置覆壓孔儀器中各個(gè)壓力表的采集端口。修改各參數(shù)后點(diǎn)擊【設(shè)置】按鈕后設(shè)置的各參數(shù)生效。2、點(diǎn)擊【1711卡設(shè)置】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面：本窗口用于設(shè)置覆壓孔儀器中各個(gè)流量表和溫度表的采集端口。修改各參數(shù)后點(diǎn)擊【確定】按鈕后設(shè)置的各參數(shù)生效。3、點(diǎn)擊【標(biāo)準(zhǔn)體積設(shè)置】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面：本窗口用于設(shè)置覆壓孔儀器中孔隙度測(cè)定的各標(biāo)準(zhǔn)塊體積進(jìn)行設(shè)置。修改各參數(shù)后點(diǎn)擊【確定】按鈕后設(shè)置的各參數(shù)生效。三、參數(shù)錄入本功能用于設(shè)置樣品參數(shù)錄入。點(diǎn)擊【系統(tǒng)設(shè)置】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面：番熟錄入井號(hào)：W井段：丁層位:5地面滲透率(lO-m);|

34、"52大氣壓(KPa):|101,8氣悻粘度(mPaS):|.01735距頂(m)：|地面孔隙度瑜)：R室溫(佇)：1分析人:I碼-測(cè)定日期：一一年3月3J,日二序號(hào)樣品巖心長(zhǎng)度(cm)巖心直徑(.era)A增加0A1052.51A292.5172.5032B292.512.5V刪除®3C210工532.544D292.5042.5085E102.5222.54rrarr一編標(biāo)刪除(D)更新)關(guān)閉(&1、添加(A)按鈕用于添加一個(gè)井號(hào)和該井號(hào)所對(duì)應(yīng)的樣品數(shù)據(jù)2、編輯(E)按鈕用于編輯一個(gè)井號(hào)和該井號(hào)所對(duì)應(yīng)的樣品數(shù)據(jù)3、刪除(D)按鈕用于刪除一個(gè)井號(hào)和該井號(hào)所對(duì)應(yīng)的樣

35、品數(shù)據(jù)4、增加(I)按鈕用于增加一個(gè)樣品。5、刪除(R)按鈕用于刪除一個(gè)樣品6、更新(U)按鈕用于保存以前所作的修改。7、取消(C)按鈕用于取消以前所作的修改。8、關(guān)閉(X)按鈕用于關(guān)閉本功能。四、系統(tǒng)測(cè)定本功能用于孔隙度和滲透率的測(cè)定。點(diǎn)擊【系統(tǒng)測(cè)定】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面：內(nèi)FTKS系列高溫薄壓孔滲利定儀t系統(tǒng)設(shè)置)】t參數(shù)錄入e)】【系統(tǒng)測(cè)定(X?！緮?shù)據(jù)報(bào)表浦海透率測(cè)定】孔隙度測(cè)定的】點(diǎn)擊【滲透率測(cè)定】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面:t系統(tǒng)測(cè)定（X）數(shù)據(jù)報(bào)表圖】【數(shù)據(jù)管理值）】“FYKS系冽高溫茗壓孔滲測(cè)定儀系統(tǒng)設(shè)置6）】【參數(shù)錄入也）I滲透率則定）】E孔隙度測(cè)定】:t氣體流量計(jì)法QJ1E氣體定

36、容翳法隹）】點(diǎn)擊【氣體流量計(jì)法】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面:選擇井號(hào)、樣品、壓力變送器、流量計(jì)后，點(diǎn)擊采集按鈕將生成一條滲透率數(shù)據(jù)；點(diǎn)擊重集按鈕將覆蓋當(dāng)前的滲透率數(shù)據(jù)。在下面的Grid控件中點(diǎn)擊后將選擇該行采集數(shù)據(jù)，按鍵盤上Delete鍵將刪除該行采集數(shù)據(jù)。為了孔隙度和滲透率測(cè)定的方便，程序特別制作了切換按鈕。點(diǎn)擊切換到孔隙度測(cè)定將程序切換到當(dāng)前采集狀態(tài)下的（孔隙度測(cè)定程序）o點(diǎn)擊【氣體定容器法】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面：選擇井號(hào)、樣品、壓力變送器、流量計(jì)，并選擇合適的定容器后，點(diǎn)擊采集按鈕將生成一條滲透率數(shù)據(jù)；點(diǎn)擊重集按鈕將覆蓋當(dāng)前的滲透率數(shù)據(jù)。在下面的Grid控件中點(diǎn)擊,后將選擇該行采集數(shù)據(jù)，按

37、鍵盤上Delete鍵將刪除該行采集數(shù)據(jù)。為了孔隙度和滲透率測(cè)定的方便，程序特別制作了切換按鈕。點(diǎn)擊切換到孔隙度測(cè)定將程序切換到當(dāng)前采集狀態(tài)下的（孔隙度測(cè)定程序）o點(diǎn)擊【孔隙度測(cè)定】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面：點(diǎn)擊【孔隙度測(cè)定】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面:選擇井號(hào)、樣品、取出標(biāo)準(zhǔn)塊后，點(diǎn)擊顆粒體積測(cè)定測(cè)定樣品顆粒體積，點(diǎn)擊孔隙體積測(cè)定測(cè)定樣品的孔隙體積。點(diǎn)擊計(jì)算孔隙度按鈕將生成一條孔隙度數(shù)據(jù)；點(diǎn)擊重集按鈕將覆蓋當(dāng)前的孔隙度數(shù)據(jù)。在下面的Grid控件中點(diǎn)擊后將選擇該行采集數(shù)據(jù)，按鍵盤上Delete鍵將刪除該行采集數(shù)據(jù)。為了孔隙度和滲透率測(cè)定的方便，程序特別制作了切換按鈕。點(diǎn)擊切換到流量計(jì)法測(cè)定滲透率或切換

38、到定容器法測(cè)定滲透率將程序切換到當(dāng)前采集狀態(tài)下的（滲透率測(cè)定程序）。點(diǎn)擊【孔隙度測(cè)定】菜單，程序出現(xiàn)如下畫面：分別選擇(1/83/84/88/8)、(3/84/88/8)、(1/84/88/8)、(夾持器)單選按鈕分別采集P1、P2、P&P4,再采集完后點(diǎn)擊計(jì)算按鈕計(jì)算模型杯穿空白體積、標(biāo)準(zhǔn)室體積、夾持器空白體積。五、數(shù)據(jù)報(bào)表本功能用于孔隙度和滲透率的數(shù)據(jù)報(bào)表。點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)報(bào)表】菜單和數(shù)據(jù)報(bào)表下面的各種報(bào)表后，程序出現(xiàn)如下畫面：選擇井號(hào)、樣品后點(diǎn)擊確定按鈕。程序出現(xiàn)如下報(bào)表畫面ifir印津威|二同岡巖芯滲透率分析報(bào)告井開，任掛奔早I山井段n4.SOM距出rT.QGB后他.立大r壓d1口1

39、.HUKP地阻孔網(wǎng)度*N.5口%地由*西率.gfl<1戶牯向/衽月壓力“9/效率4.901&001.24&4口1£.»1.3t5.3015.gK3T制定日期r工口口3阡3月31曰分析人r周忙I點(diǎn)擊昌打印報(bào)表，點(diǎn)擊尚導(dǎo)出報(bào)表。六、退出系統(tǒng)本功能用于退出系統(tǒng)。點(diǎn)擊【退出系統(tǒng)】菜單，程序?qū)⒎祷豔indows并保存系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)第4章孔滲數(shù)據(jù)表及其高溫覆壓下的變化曲線4.1孔隙度隨溫度變化圖表注:在數(shù)據(jù)表中壓力單位是兆帕；溫度單位是攝氏度；孔隙度為百分?jǐn)?shù)樣品號(hào)溫度孔隙度2222019.32223019.12224018.82225018.72226018.4溫度

40、圖4-1-1222孔隙度隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度孔隙度2232016.52233016.22234015.62235015.12236014.6o度隙孔16.51615.51514.514溫度圖4-1-2223孔隙度隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度孔隙度24320162433015.42434015.22435014.72436014.2圖4-1-3243孔隙度隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度孔隙度24420192443018.62444018.12445017.82446016.6溫度圖4-1-4244孔隙度隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度孔隙度2632020.22633019.72634019.52635019.

41、12636018.6%(度隙孔2030405060溫度圖4-1-5263孔隙度隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度孔隙度2642016.42643015.92644015.62645015.12646014.7溫度圖4-1-6264孔隙度隨溫度變化曲線4.2滲透率隨溫度變化圖表溫度單位是攝氏度；滲透率為毫達(dá)西。樣品號(hào)溫度滲透率222205223.007222304980.844222404891.502222504729.114222604606.104注:在數(shù)據(jù)表中壓力單位是兆帕J溫度（）圖4-2-1222滲透率隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度滲透率223202252.954223302207.43223402111.727223502050.554223601948.373溫度（C）圖4-2-2223滲透率隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度滲透率243202136.508243302115.011243402065.244243501947.047243601720.5032200n3-2100012000(率1900透滲18001700圖4-2-3243滲透率隨溫度變化曲線樣品號(hào)溫度滲透率244202761.355244302752.823244402730.823244502688.677244602642.239樣品號(hào)溫度滲透率2