壓汞毛管力曲線測定實驗

小進入巖石孔隙，即為毛管力曲線，小進入巖石孔隙，即為毛管力曲線，中國石油大學箜流物理實驗報告實驗日期： 成績：班級： 學號： 姓名： 教師：張儼彬同組者： — —壓汞毛管力曲線測定實驗.實驗目的了解壓汞儀的工作原理及儀器結構；掌握毛管力曲線的測定方法及實驗數據處理方法。實驗原理巖石的孔隙結構極其復雜，可以看作一系列相互連通的毛細管網絡。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系曲線如圖4-1所示。t-壓汞曲線2-退汞曲統(tǒng)博II觀里在管壓力曲線實驗流程

F1-6u 匚-引巳F1-6u 匚-引巳.巳-1】聆F-：-IHr.食點. 索I2ih社擊旋 氣l「向圖1壓汞儀流程圖（巖心尺寸：e25X20--25mm，系統(tǒng)最高壓力50MPa）實驗步驟裝巖心、抽真空：將巖樣放入巖心室并關緊巖心室，關巖心室閥，開抽空閥，關真空泵放空閥；開真空泵抽空15~20分鐘；充汞：開巖心室閥，開補汞閥，調整汞杯高度，使汞杯液面至抽空閥的距離H與當前大氣壓力下的汞柱高度（約760mm）相符；開隔離閥，重新調整汞杯高度，此時壓差傳感器輸出值為28.00?35.00cm之間；關抽空閥，關真空泵，打開真空泵放空閥，關閉補汞閥；進汞、退汞實驗：關高壓計量泵進液閥，調整計量泵，使最小量程壓力表為零;按設定壓力逐級進泵，穩(wěn)定后記錄壓力及汞體積測量管中汞柱高度，直至達到實驗最高設定壓力；按設定壓力逐級退泵，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定壓力；結束實驗：開高壓計量泵進液閥，關隔離閥；開補汞閥，開抽空閥；打開巖心室，取出廢巖心，關緊巖心室，清理臺面汞珠。（注意：進泵時，壓力由小到大，當壓力達到壓力表量程的2/3時，關閉相應的壓力表；退泵時，壓力降到高壓表量程的1/3以下并在下一級壓力表的量程范圍內時，才能將下一級壓力表打開。）

數據處理毛管力曲線測定原始記錄表1毛管力曲線測定原始記錄表巖心直徑： 2.500 cm 計量管截面積： 0.3532 cm2巖心長度： 2.394 cm 巖心孔隙度： 35.2 %序號進汞壓力MPa進汞高度cm校正高度cm汞飽和度%汞飽和度差%毛管半徑/m序號退汞壓力MPa退汞高度cm校正高度cm汞飽和度%1033.6433.640.00//1////20.00533.4533.501.201.20147.0820.00528.1128.2945.7030.0133.3033.372.311.1173.5430.0126.02262263.3940.0230.3830.4926.9124.6036.7740.0224.7324.9574.2450.0326.4926.6259.9733.0624.5150.0324.5924.8275.3560.0425.5225.6768.098.1218.3960.0424.5424.7975.6070.0525.3525.5269.371.2814.7170.0524.5024.7775.7880.0725.2425.4370.140.7710.5180.0724.4624.7575.9590.0925.1925.4270.220.098.1790.0924.4324.7376.12100.1225.1525.4569.97-0.266.13100.1224.3824.7076.37110.1525.1125.4470.050.094.90110.1524.3424.6876.54120.225.0625.4370.140.093.68120.224.2624.6376.97130.325.0025.4370.140.002.45130.324.1424.5477.74140.524.8525.3271.080.941.47140.523.9924.4278.7715124.3924.9574.243.160.7415123.8724.3679.28161.524.1224.7376.121.880.49161.5238224.3579.3617223.9724.6376.970.850.3717223.7924.3579.3618523.6424.4378.681.710.1518523.6624.3579.3619823.4424.3679.280.600.0919823.4624.2879.96201023.3424.3379.530.260.07201023.3424.3379.53以進汞壓力為10MP為例(1)校正計量管中汞柱的高度:h'=h+&=24.34+0.99=24.33(2)含汞飽和度端:SHgx100%=A(ho—h)x100%V VP PVHg=0.3532x(33.64-24.3。x100%=79.53%0.25x兀x2.52x2.394（3）對應的毛管半徑:2bcos0r= P

c—2x480xcos1400.7354—Pc0.7：54=0.07354(pm)（4）巖石的最大孔喉半徑：rmax0.7354

—P—

T0.73540.00981.71(四)（5）（6）含汞飽和度為50%時相應的毛管壓力Pc50=2.6MP退汞效率We=SHgmax—SHgm」?nx100%=79塑二45.70%乂100%=42.54%■Hg^axSHgmax79.53%rr—毛管半徑，um。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)；校正計量管中汞柱的高度：h，=h+Aq式中：h\—任一壓力下，校正后的計量管中汞柱的高度，cm；h—任一壓力下，計量管中汞柱的高度，cm；A一任一壓力下，主要包含汞本身的壓縮值在內的系統(tǒng)誤差，Ac通過空載實驗測得。任一毛管力P對應巖心含汞飽和度S^：S=金x100%="(?—”i)x100%HgV VP P式中：h0—進汞壓力為零時，汞體積計量管中汞柱的高度，cm；A—計量管橫截面積，cm2；Vp一巖心中的孔隙體積，Vp=4nd2L^，cm3；d一巖心直徑，cm；L一巖心長度，cm；4一巖心孔隙度，小數；根據毛管力和對應的巖心含汞飽和度S*，在半對數坐標上繪制毛管力曲線。根據毛管力公式，計算不同壓力對應的毛管半徑(舉例說明計算過程，并將毛管半徑填入原始紀錄表)；由p=芝竺也則125cosO -2x480xcos140 0.7354,、r= = = (urn)PPP式中：P—毛管力，MPa；5一汞與空氣的界面張力，480mN/m；孔瞭大小分布曲批示意圖O一潤濕角，140。；孔瞭大小分布曲批示意圖繪制孔隙大小分布柱狀圖相鄰半徑對應的含汞飽和度差值即為該半徑范圍的孔隙體積占總孔隙體積的百分數。在半對數坐標上繪制孔隙大小分布柱狀圖。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等有關物性參數，并說明求取方法、在圖上標明； °巖石的最大孔喉半徑：r=0,7354(pm)maxPT式中：P『一閾壓，MPa。確定毛管力曲線上含汞飽和度為50%時相應的毛管壓力Pc50說明它的大小對巖石滲濾性及產能的影響； °退汞效率反映了壓入巖心的汞退出的百分數，相當于強親水油藏的水驅采收率。計算公式如下：We=%gmaxS〃gminx100%SHgmax式中：We—退汞效率，%;S 一壓汞曲線上，最高壓力對應的巖心中的含汞飽和度，%;HgmaxSHgmin一退汞曲線上，壓力接近零時巖心中的含汞飽和度，％。六、思考與總結了解汞的毒性及危害，如何預防？答：汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚或消化道等不同途徑侵入人體。汞的毒性是積累的，需要很長時間才能表現出來。食物鏈對于汞有極強的富集能力，淡水魚和浮游植物對汞的富集倍數為1000，淡水無脊椎動物為100000，海洋動物為200000。侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。預防方法：可以用工業(yè)級硫磺粉灑到地面上，待硫磺粉與汞的小顆粒完全融在一起，會形成汞齊，是固態(tài)的，也是無毒的，然后就可以把它收集起來放到一個容器里密封起來。密封的時候最好在水銀的液體里面放入一部分水，再用蓋子擰嚴，這時水銀在有水層保護下是沒有揮發(fā)性的，也是無毒性的。從數顯屏上直接讀得的計量管中汞柱高度為什么需要校正？怎樣校正？答：汞可被壓縮，造成測得高度偏低。可通過空載試驗測得變化值予以校正。進入巖心中汞體積怎么求出？巖心中含汞飽和度怎么確定？答：可由校正后的進汞高度乘計量管的截面積求得進入巖心中的汞體積進入巖心中汞體積與空隙總體積的比值為巖心中汞飽和度。進汞過程中：（1）如何保護量程為0.1MPa的壓力表?（2） 如何保護量程為1MPa的壓力表？（3） 如何保護量程為6MPa的壓力表？答：（1）進泵時，壓力由小到大，當壓力達到0.06MP時，關閉截止閥3。（2） 進泵時，壓力由小到大，當壓力達到0.6MP時，關閉截止閥2。（3） 進泵時