STY—2氣體滲透率測定儀

一、 STY—2氣體滲透率測定儀概述：

出油(氣)巖石絕大多數(shù)的孔隙是相互連通的，它不僅具有儲存油氣的能力，而且還有流體在其中滲流的能力。在一定的壓差下，巖石允許流體通過的性質(zhì)稱為巖石的滲透性，從數(shù)量上度量巖石的滲透性參數(shù)就叫做巖石的滲透率。

該儀器用于圓柱巖心氣體滲透率的測定，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測定速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，是常規(guī)巖心分析的實驗裝置。

二、 工作原理：

這臺儀器是基于達(dá)西定律設(shè)計的。設(shè)有一橫截面為A，長度為L的巖石，將其夾持于巖心夾持器中，如圖(1)所示，使粘度為μ的流體在壓差ΔP下通過巖心，測得流量Q。實驗證明，單位時間通過巖心的體積流量Q與壓差ΔP巖心橫截面積A成正比，與巖心的長度L和流體的粘度成反比：

    （1）

這就是所謂的“達(dá)西方程"，從式中看出A、L是巖石的幾何尺寸，ΔP是外部條件，當(dāng)外部條件、幾何尺寸、流體性質(zhì)都一定時，流體通過量Q的大小就取決于反映巖石可滲透性的比例常數(shù)K的大小，我們把K稱為巖石的滲透率；

式（1）可改寫成為：

                                        （2）

此式便可計算巖石的滲透率。

前面討論的都是以不可壓縮流體（液體）為基礎(chǔ)的，我們設(shè)計的氣體滲透率是以氣體作為介質(zhì)，因為氣體是壓縮流體，所以達(dá)西方程式需要修正才能應(yīng)用。

，可壓縮的氣體最大特點(diǎn)是當(dāng)壓力增加流體能被壓縮，當(dāng)壓力降低時，流體就發(fā)生膨脹，當(dāng)溫度一定時，流體的膨脹服從玻義爾定律，如果以的平面線滲流考慮，設(shè)進(jìn)口壓力P₁、出口壓力P₂。顯然，當(dāng)壓力從P₁變化到P₂時，氣體的體積必然變化，故流速也變化。因此，必須考慮用平均體積流量Q代入達(dá)西方程。

若把氣體膨脹視為等溫過程，按玻義爾定律：

9. 測量方法：流量計法；

10. 快速連接切換

三、工作原理與構(gòu)造

本儀器可安裝在任何試驗臺（桌）上，最好臺面防震，并離開門遠(yuǎn)一點(diǎn),以免溫度發(fā)生突變,做到這一點(diǎn)即可測得穩(wěn)定的結(jié)果,見圖2:

儀器有下列部件：

（1）巖心防爆夾持器：這是在測定滲透率時裝巖心用的。

（2）環(huán)壓表：用它來指示橡皮筒外部所加的壓力值。

（3）上流壓力表：在測定滲透率時，用它來指示巖心的測量壓力。

（4）壓力調(diào)節(jié)器：這個閥是用于調(diào)節(jié)氣源進(jìn)入的氣體并減壓控制巖心上流端所需要的操作壓力值。

（5）放空閥：打開此閥放掉環(huán)壓，使橡皮筒的壓力達(dá)到常壓。

（6）環(huán)壓閥：打開此閥，使高壓氣體進(jìn)入巖心夾持器與橡皮筒之間的環(huán)形空間，使橡皮筒緊貼位巖樣及夾持器的上下端塞。

（7）氣源閥：供給滲透率儀調(diào)節(jié)器氦氮?dú)猓偻ㄟ^調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)纳狭鲏毫Α?/span>

（8）流量計：用它來計量巖樣出口端氣體的流量。

四、 測試準(zhǔn)備與步驟

1、樣品準(zhǔn)備

（1）樣品加工：將待測樣品用鉆床鉆成直徑為25mm，長為20~80mm，兩端面磨平并與樣品軸線垂直。

（2）樣品處理：含油樣品先洗油，然后用105℃在烘箱中烘干（時間長短可視具體情況而定），然后放入干燥器中冷至室溫待測。

2、儀器準(zhǔn)備

按照流程連接好以后，經(jīng)過檢漏，關(guān)閉面板上的全部閥門與調(diào)節(jié)器，關(guān)閉流量計閥門。

（1）上流檢漏：用肥皂涂于各個接頭處，如果有漏，可看見肥皂泡，檢查各個接頭與閥門及管線。

（2）下流檢漏：巖樣下端絕對不允許有泄漏，如果發(fā)現(xiàn)漏氣，應(yīng)立即進(jìn)行檢修。

（3）巖心夾持器檢漏：巖心夾持器系統(tǒng)的檢漏，可按下述方法進(jìn)行。

1.巖心夾持器中放一塊孔隙與滲透率都很大樣品，夾持器橡皮筒中加壓，該樣品的長度必須是夾持器能測試最大樣品的長度。

2.關(guān)掉環(huán)壓閥，橡皮筒中壓力下降時，環(huán)壓表壓力就會顯示出來。這就表示有泄漏處。如果檢查有關(guān)管線與接頭不泄漏，就判斷是夾持器有泄漏處，可按下述方式檢查泄漏的位置：

如果不是巖心夾持器的橡皮筒漏液，就緊一下夾持器左右螺母，擰緊后還是漏，進(jìn)行合理的修理。

3、測試步驟

（1）從干燥器取出適合夾持器直徑的巖樣，用游標(biāo)卡尺量出巖樣的長度和直徑，計算其橫截面積A，幾何尺寸必須在進(jìn)行測定之前量出。如果為了保持巖心端面干凈，而需要將巖心的一部分切掉之后，應(yīng)重新量取其長度。

（2）先檢查面板上各閥門與夾持器上的手輪是否關(guān)死。

（3）將測量幾何尺寸的巖樣，裝進(jìn)巖心夾持器的橡皮筒內(nèi)，用巖心塞將巖樣頂入，直到巖樣兩端被夾持器左右?guī)r心塞貼緊為止，擰緊手輪。

（4）打開高壓氣瓶閥，將氣瓶上的壓力表調(diào)到1MPa , 打開環(huán)壓閥，使環(huán)壓表顯示到1MPa , 關(guān)閉環(huán)壓閥。

(5)將高壓氣瓶的閥門打開，打開氣源閥，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器（一般壓力由小到大調(diào)節(jié)），調(diào)到所需要的上流壓力。

（6）選擇量計，在不同的上流壓力下讀取流量，要求每塊巖樣應(yīng)測4個點(diǎn)以上不同壓差下的流量。

（7）調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器，使上流壓力降至0，打開放空閥，使環(huán)壓降至0，關(guān)閉放空閥，取出巖樣。

（8）記錄數(shù)據(jù)：記錄當(dāng)天的大氣壓力；所有氣體類別；上流壓力；流量；巖樣號、長度、直徑。