岩心流动实验渗透率的计算公式
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岩石绝对渗透率实验报告篇一:岩石气体渗透率的测定实验报告中国石油大学(油层物理)实验报告实验日期:成绩:班级:中石化0903 学号:09133206 姓名:冯延苹教师:同组者:实验二岩石气体渗透率的测定一. 实验目的1.巩固渗透率的概念,掌握气测渗透率原理; 2.掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。
二. 实验原理渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。
根据达西公式,气体渗透率的计算公式为:K?2P0Q0?LA(P1?P2)XX?P0(P1?P2)2222?1000令c??33(10?m)) (;Q0?Q0rhwCQ0rhwL,则K? (2-5) XX00A?3210?m;?A—岩样截面积,cm2;式中,K—气体渗透率,L—岩样长度,cm;P1、P2—岩心入口及出口大气压力,0.1Mpa;P0?Q0hw大气压力, 0.1Mpa; ?—气体的粘度,mPa?s33Q—大气压力下的流量,cm/s;0r—孔板流量计常数,cm/s —孔板压差计高度,mm;C—与压力有关的常数。
hw测出C(或P1、P2)、、Q0r及岩样尺寸,即可求出渗透率。
三. 实验设备(a)流程图(b)控制面板图1 GD-1型气体渗透率仪四. 实验步骤1. 测量岩样的长度和直径,将岩样装入岩心夹持器;把换向阀指向“环压”,关闭环压放空阀,打开环压阀,缓慢打开气源阀,使环压表指针到达1.2~1.4MPa;2. 低渗岩心渗透率的测定低渗样品需要较高压力,C值由C表的刻度读取。
(1)关闭汞柱阀及中间水柱阀,打开孔板放空阀;把换向阀转向“供气”,调节减压阀,控制供气压力为0.2~0.3MPa(请勿超过0.3MPa,否则将损坏定值器);(2)选取数值最小的孔板,插入岩心出口端的胶皮管上,缓慢关闭孔板放空阀;(3)缓慢调节供压阀,建立适当的C值(15~6之间最佳),同时观察孔板压差计上液面,不要使水喷出。
如果在C=30时,孔板水柱高度超过200mm,则换一个较大的孔板,直到孔板水柱在100~200mm之间为止;(4)待孔板压差计液面稳定后,记录孔板水柱高度、值和孔板流量计常数C;(5)调节供压阀,改变岩心两端压差,测量三个不同压差下的渗透率值;(6)调节供压阀,将C表压力降至零;打开孔板放空阀,取下孔板;关闭气源阀,打开环压放空阀,取出岩心。
中国石油大学油层物理实验报告实验日期: 2013.11.08 成绩:班级: 石工11-05 学号: 11021217 姓名: 曹士文 教师: 张丽丽 同组者:实验二 岩石气体渗透率的测定一. 实验目的1. 巩固渗透率的概念,掌握气测渗透原理;2. 掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。
二.实验原理渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。
根据达西公式,气体渗透率的计算公式为:100)(22221⨯-=P P A LQ P K o o)10(23m μ-令 )(20002221P P P C o -=μ;200w or o h Q Q =,则A Lh CQ K w or 200=式中 K -气体渗透率,mD ; A -岩样截面积,㎝²; L -岩样长度,cm; P 1、P 2-岩心入口及出口压力,0.1MPa ; P 0-大气压力,0.1MPa ; μ-气体的粘度,mPa •s;Q 0-大气压力下的流量,㎝³/s; Q or -孔板流量计常数,㎝³/s; hw -孔板压差计高度,mm; C -与压力P 1有关的常数; 测出C (或P 1、P 2)、hw 、Q or -及岩样尺寸即可求出渗透率。
三.实验流程四.实验步骤1.测量岩样的长度和直径,将岩样装入岩心夹持器,把转向阀指向环压,关闭放空阀,缓慢打开气源阀,使环压表指针到达1.2-1.4MPa;2.低渗透岩心渗透率的测定低渗样品需要较高压力,C 值由C 表的刻度读取。
(1)关闭汞柱阀及中间水柱阀,打开孔板放空阀;把换向阀转向供气,调节减压阀,控制供气压力0.2-0.3 MPa ;(2)选取数值最大的孔板,插入岩心出口端的胶皮管上,缓慢关闭孔板放空阀;(3)缓慢调节供压阀,建立适当的C 值(15-6最佳),同时观察孔板压差计上液面,不要使水喷出。
如果在C=30时,孔板水柱高度超过200mm ,则换一个较大的孔板,直到孔板水柱在100-200 mm 之间为止;(4)待孔板压差计液面稳定后,记录孔板水柱高度、C 值和孔板流量计常 数; (5)调节供压阀,改变岩心两端压差,测量三个不同压差下的渗透率值; (6)调节供压阀,将C 表压力降至零,打开孔板放空阀,取下孔板,关闭气源阀,打开环压放空阀,取出岩心。
渗透率的计算公式引言在地质工程和水文学领域中,渗透率是一个重要的参数,用于描述土壤或岩石中水或其他液体通过其孔隙和裂缝的能力。
渗透率的计算公式是一种基本的数学工具,用于定量描述渗透率的值。
本文将介绍渗透率的概念和计算公式,并探讨其在实际应用中的意义。
渗透率的定义渗透率是描述土壤或岩石中液体渗透能力的物理量,通常用单位时间内单位面积的水通过材料的速率来衡量。
渗透率越高,材料对水的渗透能力就越强。
渗透率的计算公式渗透率的计算公式依赖于多个参数,包括孔隙度、孔隙结构和压力差等。
一种经典的渗透率计算公式是达西定律(Darcy’s Law)。
根据达西定律,单位时间通过渗透体积(Q)与有效渗透截面积(A)之比等于渗透率(K)乘以压力差(Δh)与渗透体长度(L)之比。
可以用以下公式表示:Q = K * A * (Δh / L)其中,Q表示单位时间内通过渗透体积,K表示渗透率,A表示有效渗透截面积,Δh表示压力差,L表示渗透体长度。
渗透体的有效渗透截面积和渗透体长度可以根据实际情况进行测量或计算。
压力差可以通过测量渗透体两侧的水位差得到。
渗透率的意义与应用渗透率是一个重要的地质参数,在多个领域有着广泛的应用。
在水文学中,渗透率是描述地下水流动能力的关键指标。
研究地下水流动特征和预测地下水的运动方向和速率时,渗透率的值起到了重要的作用。
渗透率高的地层会对水资源的开发和利用提供便利,而渗透率低的地层则可能造成地下水资源的贫乏。
在地质工程领域,渗透率是评估岩石或土壤稳定性和固体颗粒渗透性的重要参数。
对于建筑工程、地下隧道和堤坝等工程项目的设计和施工来说,渗透率的值决定了工程的可行性和稳定性。
此外,渗透率还被广泛应用于环境科学、水文地质学、矿产勘探和大地工程等领域。
结论渗透率作为描述土壤或岩石中液体渗透能力的物理量,是地质工程和水文学领域的重要参数。
本文简要介绍了渗透率的概念和计算公式,并探讨了其在实际应用中的意义。
了解和准确计算渗透率对于各个领域的研究和工程项目都具有重要价值。
实验三 岩石绝对渗透率的测定一 实验内容用气测渗透率仪,以氮气为工作介质,测量气体通过岩样两端的压力p 1、p 2以及通过岩心气体在平均压力12()/2p p p =+下的气体体积流量0Q ,将测量参数直接代入达西公式计算得到实验岩心的气体渗透率g K ,然后用直线外推法求得岩心的克氏渗透率∞K (=岩心的绝对渗透率) 。
二 实验仪器设备气测渗透率仪、岩心夹持器、柱塞岩心、氮气瓶、游标卡尺、盒式气压计。
三 实验原理渗透率的大小表示多孔介质(岩石)允许流体通过能力的大小,其单位为μm 2。
气体在多孔介质中流动时,根据达西定律可得气体渗透率的公式为:102212210()a g Q p L K A p p μ−=⨯− (3-1) 式中:g K —气体渗透率,μm 2;0Q —岩心出口端的气体体积流量,cm 3/s ;L —岩心长度,cm ; A —岩心横截面积,cm 2; p a —大气压(绝对),MPa ; p 1—岩心进口端的绝对压力,MPa ; p 2—岩心出口端的绝对压力,MPa ;μ—实验温度和大气压下的气体粘度,mPa s ⋅(查表3-1得到)。
实验岩心几何尺寸用游标卡尺直接测量,进口端压力1p 用气测渗透率仪测量,出口端压力2p 等于大气压(大气压由盒式气压计读取),出口端的气体体积流量Q 0用气测渗透率仪测量。
为了满足线性渗流条件,应用0Q /p L −∆关系曲线(△p =p 1-p 2)直线段数据代入公式计算K g 。
考虑滑脱效应的影响,根据1g K p −直线(()12=+/2p p p )外推到纵坐标的截距求得克氏渗透率K ∞(=绝对渗透率)。
表3-1 大气压下氮气的粘度(mPa·s)四气测渗透率仪流程及其工作原理气测渗透率仪流程如图3-1所示。
图3-1 气测渗透率实验流程示意图该仪器以氮气为工作介质,采用单向流、转子流量计气测岩石渗透率。
测量p为大气压(由压力表测实验岩心两端压差,岩心出口端接转子流量计,其压力2盒式气压计读取),因此岩心测量压力表显示的表压值,即为岩心两端的压差。
某些岩石的渗透系数值2 渗透率2.1渗透率的定义渗透率:压力差为1pa 时,动力黏滞系数为lpa.s 的渗流液体,渗流通过面积为12m 长度为1m 的多孔介质,体积流量为13m 时,多孔介质的渗透率定义为12m 。
实际中采用2m μ为实用单位。
定义式为=10QL k A p μ∆,其中,各参量与以上的参量相同 2.2渗透率的物理意义及影响因素渗透率是表征土或岩石本身传导液体能力的参数,其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率(k )用来表示渗透性的大小。
2.3渗透率的评价渗透率的评价级别平方微米(2m μ) 评价 1>1.0 渗透性极好 20.1—1.0 渗透性好 30.01—0.1 渗透性一般 4 0.001—0.1渗透性差5 测定步骤5.1 试件描述试件干燥前,核对岩石名称和岩样编号,对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述,并填入附录B。
5.2 测量试件尺寸对试件描述后,应核对编号,并测量尺寸。
在其高度方向的中部两个相互垂直的方向上测量直径,在过端面中心的两个相互垂直的方向上测量高度,将其平均值以及试件编号和试件轴线与层理方向的关系(⊥,//),填入附录B。
5.3 压力选择5.3.1 入口端渗透气体压力视试件致密程度进行调节,一般为0.06~0.09MPa。
5.3.2 围压一般为0.4~0.5MPa。
5.4 皂膜流量计选择视试件渗透率的大小选用不同直径的皂膜流量计。
预计渗透率大的可选较大直径的皂膜流量计。
5.5 测定系统检验每次测定前用直径25mm、高径比1:1的实心钢柱代替试件,按图1装入试件夹持器,检验测定系统,测定系统如图2。
开动空气压缩机,顺序加围压和渗透压力至选定值,保持5min不漏气,确认系统完好。
图1 试件夹持器示意图1—上端盖;2、7—压片;3—橡胶套;4—夹持器外壳;5—试件(或钢柱);6—下端盖;8—钢柱图2 渗透率测定系统示意图3 渗透系数与渗透率的区别与联系渗透系数和渗透率是两个完全不同的概念。