1、油层物理实验报告目录实验一 岩石孔隙度的测定3实验二 岩石比面的测定6实验三 岩心流体饱和度的测定9实验四 岩石碳酸盐含量的测定12实验五 岩石气体渗透率的测定14实验六 压汞毛管力曲线测定17中国石油大学（油层物理）实验报告实验日期： 2010/10/20 成绩： 班级： 石工08-X班 学号： 0802XXX 姓名： XX 教师：XXX 同组者： 实验一 岩石孔隙度的测定一实验目的1巩固岩石孔隙度的概念，掌握其测定原理； 2掌握测量岩石孔隙度的流程和操作步骤。二实验原理 根据玻义尔-马略特定律，在恒定温度下，岩心室体积一定，放入岩心室岩样的固相(颗粒)体积越小，则岩心室中气体所占体积越大，
2、与标准室连通后，平衡压力越低；反之，当放入岩心室内的岩样固相体积越大，平衡压力越高。绘制标准块的体积（固相体积）与平衡压力的标准曲线，测定待测岩样平衡压力，据标准曲线反求岩样固相体积。按下式计算岩样孔隙度：式中，孔隙度，； Vs岩样固相体积，cm3；Vf岩样外表体积，cm3。三.实验流程与设备（a）流程图（b）控制面板图1 QKY-型气体孔隙度仪仪器由下列不见组成：气源阀：供给孔隙度仪调节低于10kpa的气体，当供气阀开启时，调节器通过常泄，使压力保持恒定。调节阀：将10kpa的气体压力准确的调节到指定压力（小于10kpa）。供气阀：连接经调节阀调压后的气体到标准室和压力传感器。压力传感器：测
3、量体系中气体压力，用来指示准确标准室的压力，并指示体系的平衡压力。样品阀：能使标准室内的气体连接到岩心室。放空阀：使岩心室中的初始压力为大气压，也可使平衡后岩心室与标准室的气体放入大气。四实验步骤 1用游标卡尺测量各个钢圆盘和岩样的直径与长度（为了便于区分，将钢圆盘从小到大编号为1、2、3、4），并记录在数据表中； 2将2号钢圆盘装入岩心杯，并把岩心杯放入夹持器中，顺时针转动T形转柄，使之密封。打开样品阀及放空阀，确保岩心室气体为大气压； 3关样品阀及放空阀，开气源阀和供气阀。调节调压阀，将标准室气体压力调至某一值，如560kPa。待压力稳定后，关闭供气阀，并记录标准室气体压力； 4开样品阀，
4、气体膨胀到岩心室，待压力稳定后，记录平衡压力； 5打开放空阀，逆时针转动T形转柄，将岩心杯向外推出，取出钢圆盘； 6用同样方法将3号、4号及全部（14号）钢圆盘装入岩心杯中，重复步骤25，记录平衡压力； 7将待测岩样装入岩心杯，按上述方法测定装岩样后的平衡压力。8将上述数据填入原始记录表。五数据处理与计算 1.计算各个钢圆盘体积和岩样外表体积；2绘制标准曲线：以钢圆盘体积为横坐标，相应的平衡压力为纵坐标绘制标准曲线，如图所示（用坐标纸绘制）；3.据待测岩样测得的平衡压力，在标准曲线上反查出岩样固相体积；4.计算岩样外表体积，求岩样的孔隙度；5.符号说明： P平衡压力，KPa; 岩样固相体积，c
5、m3；Vf岩样外表体积，cm3 ；d岩样直径，cm； L岩样长度，cm；孔隙度，。表一 原始数据记录表钢圆盘编号2号3号4号1-4号2-4号3-4号1、3、4号B16-12直径D(cm)2.52.52.52.52.52.52.52.49长度L（cm）1.980 2.492 5.012 9.972 9.480 7.506 7.986 7.088 体积V（cm3)9.719 12.233 24.603 48.950 46.535 36.845 39.201 34.515 平衡压力p（Kpa）196204251473436330351248图二 P-V标准曲线图根据钢圆盘的体积V和平衡压力P可得到其
6、标准的曲线示意图（如图二），根据测得的岩样的平衡压力252Kpa可以从图上读出其岩样的固相体积=24.7，岩样外表体积=34.100；根据岩样孔隙度的计算公式可以计算其孔隙度为： 通过计算岩样的孔隙度为28.72%。中国石油大学 油层物理 实验报告 实验日期： 2010.11.17 成绩： 班级： 石工XX班 学号：0802XXXX 姓名： XXXX 教师： XXXX 同组者： XXXX 实验二 岩石比面的测定一. 实验目的1巩固岩石比面的概念。2了解岩石比面的测定原理和方法。二实验原理 比面是指单位体积岩石内颗粒的总表面积，或单位体积岩石内总孔隙的内表面积。比面通常可分为以岩石外表体积、骨架
7、体积和孔隙体积为基数的比面。根据毛管模型，以岩石骨架体积为基数的比面的计算公式为： fm=- (2-14) 式中，-以岩石骨架体积为基础的比面，； f-孔隙度,小数； A-截面积，； L-长度，cm； H-岩心两端的压差，cm水柱； Q-通过岩心的空气流量,； m -空气的粘度， mPas 。当孔隙度已知，A和L可以用游标卡尺直接量出，由查表得到后，只要通过压力计测得空气通过岩样的压差H和相应的流量Q便可算出岩样的比面。三实验设备（a） 流程图(b)控制面板图一 BMY-2岩石比面测定仪四实验步骤1打开水罐进液阀、放空阀，向水罐中灌水，大约灌体积时停止，关闭水罐进液阀及放空阀； 2用游标卡尺量
8、出岩样的长度和直径，计算岩样的截面积； 3将岩样放入岩心夹持器，关闭环压放空阀，打开环压阀加环压，确保岩样与夹持器之间无气体窜流； 4准备好秒表、打开流量控制阀,并控制流出的水量，待压力计的压力稳定在某一H值后，测量一定时间内流出的水量，用同样的方法至少测定三个水流量和与之相应的H值。（如果岩石渗透率较低，关闭水柱阀，用汞柱压差计读取岩心上游压力，并将汞柱高度转换成水柱高度。）； 5关流量控制阀，关闭环压阀，缓慢打开环压放空阀，结束实验。五数据处理与计算 计算单位时间流出的水量Q，将Q和与之相应的H值及已知量、A、L和代入公式算出岩样的比面。其中值由实验室给出的空气粘温曲线查出。表1 岩石比面
9、测定数据记录岩样编号岩样长度L(cm)直径D(cm)压差H(cm)水量V（）时间t(s)流量Q(ml/s)2-184.5862.4744.87.240.500.1761675.71655.112.49.223.440.3901645.913.79.421.750.4321643.8岩样的面积当H=5.8cm,Q=0.176ml/s时：当H=12.4cm,Q=0.390ml/s时：当H=13.7cm,Q=0.0.432ml/s时：故而得到平均比面中国石油大学（油层物理）实验报告实验日期： 2010/10/20 成绩： 班级： 石工08-X班 学号：08021XXX 姓名： XXX 教师：XXX
10、同组者： 实验三 岩心流体饱和度的测定一 实验目的1.巩固和加深油、水饱和度的概念；2.掌握干馏仪测定岩心中油、水饱和度的原理及方法。二 实验原理把含有油、水的岩样放入钢制的岩心筒内加热，通过电炉的高温将岩心中的油、水变为油水蒸汽蒸出，通过冷凝后变为液体收集于量筒中，读出油、水的体积，查原油的体积校正曲线，得到校正后的油替体积，求出岩样空隙体积，计算油、水饱和度：100% =100%三 实验设备及流程（a）控制面板 （b）筒式电炉 1温度传感器插孔； 2岩心筒盖； 3测温管； 4岩心筒； 5岩心筒加热炉； 6管式加热炉托架； 7冷凝水出水孔；8冷凝水进水孔；9 冷凝器 图1 BD-型饱和度干馏
11、仪 温度传感器 BD-I型饱和度干馏仪电炉冷藏水温度控制器出水口入水口图二 BD-I型饱和度干馏仪水循环示意图四 实验步骤1.精确称量饱和油水岩样的质量（100175克），将其放入干净的岩心筒内，上紧上盖；2.将岩心筒放入管状立式电炉中，使冷水循环，将温度传感器插杆装入温度传感器插孔中，把干净的量筒放在仪器液口的下面；3.然后打开电源开关，设定初始温度为120，记录不同时间蒸出的水的体积；4.当量筒中水的体积不再增加时（约30分钟）；把温度设定为300，继续加热30分钟，量筒中油的体积不再增加，关上电源开关，5分钟后关掉循环水，记录量筒中油的体积读值。5.从电炉中取出温度传感器及岩心筒，用冷水
12、从上往下冲，待稍凉一段时间后打开上盖，倒出其中的干岩样称重并记录。为了补偿在干馏中印蒸发、结焦或裂解所导致的原油体积读值的减少，应通过原油体积的校正曲线对蒸发的原油体积进行校正。根据蒸出的水量-时间的关系，对水的体积进行校正（曲线初始平缓段对应的水量）。五 数据处理与计算 ， 式中：含油饱和度，%； 含水饱和度，%； 校正后的油量，ml； 干馏出的水量，ml； 岩样的空隙度，小数；岩样的视密度，g/cm3 m 干馏后岩样的重量，g。六 数据处理原始数据记录表（含校正后油的体积）孔隙度 %岩样的视密度g/cm3干馏后岩样的重量g干馏出的水量ml干馏出的油量ml校正后的油量ml321.8563.5
13、482.203.363.60由油的饱和度公式， 代入数据可得；由水的饱和度公式 ，代入数据可得中国石油大学 油层物理 实验报告实验日期： 2010/10/27 成绩： 班级： 石工08-X班 学号： 08021XXX 姓名： XXX 教师： XXX同组者： 实验四 岩石碳酸盐含量的测定（b） 实验目的掌握测定岩石中碳酸盐含量的原理和方法；掌握碳酸盐含量测定仪的使用方法。（c） 实验原理岩石中的碳酸盐主要是方解石（CaCO3）和白云岩CaMg(CO3)2。反应容器体积一定，一定量的岩样与足量稀盐酸反应，产生CO2气体，容器内压力升高。反应式： CaCO3+2HCl=H2O+CaO+CO2 CaM
14、g(CO3)2+4HCl=2H2O+CaCl2+MgCl2+2CO2岩样中碳酸盐含量越多，容器中产生的二氧化碳的压力越大。根据一定质量的纯碳酸钙和一定岩样分别与足量的稀盐酸反应产生的CO2气体压力，可计算出样品中所含的碳酸盐含量。计算公式如下：* = 纯碳酸钙的质量，g;岩样质量，g；y岩样中含碳酸钙的质量百分数；、分别为纯碳酸钙及岩样反应后的压力，kPa。（d） 实验流程（e） 实验步骤1.称取纯碳酸钙0.2克，放入样品伞，并用一定量的丙酮润湿，取20ml、5%的稀盐酸放入反应杯中；2.打开放空阀，将投样控制开关处于ON位置（样品伞插孔具有磁性），将盛有纯碳酸钙的样品伞插入反应杯盖下方的小孔
15、中，把盛有盐酸的反应杯旋入杯盖，使之密封，关闭放空阀；3.将投样控制开关处于OFF位置(样品伞插孔失去磁性)，样品伞掉入盐酸中，调节调速开关使磁力搅拌器调至合适的转速；4.观察压力显示，当压力稳定不变时，记录压力值；5.关闭调速开关，打开放空阀，旋下反应杯，清洗反应杯和样品伞；6.称取岩样0.2克，放入样品伞，重复步骤15,读取岩样反应后的压力。（f） 数据处理 根据一定质量的纯碳酸钙 和一定质量的岩样分别与足量的稀盐酸反应后产生的CO2气体压力、，可计算出样品中所含的碳酸盐含量。计算公式如下:y=*100%岩石碳酸盐含量测定原始记录纯碳酸钙重量m,g0.200岩样重量m，g0.202反应后平
16、衡压力P,kPa91.1 P,kPa67.6y=*100%=67.6/91.1*0.200/0.202*100%=73.47%中国石油大学（油层物理）实验报告实验日期： 2010.11.3 成绩： 班级： 石工08-X班 学号： 08021XXX 姓名：XXX 教师： XXX 同组者： 实验五 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： () 令 （2-5）式中，K气体渗透率，m A岩样截面积，；L岩样长度，cm； 岩心入口及出口大气压
17、力，0.1Mpa;大气压力, 0.1Mpa; 气体的粘度,大气压力下的流量，；孔板流量计常数，孔板压差计高度，mm； C与压力有关的常数。 测出C（或）、及岩样尺寸，即可求出渗透率。 三实验设备 （g） 流程图(b)控制面板 图2-3 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1.21.4MPa； 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0.20.3M
18、Pa（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（156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100200mm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。五数据处理与计算由岩样的几何尺寸A
19、、L和测得的代入公式(2-5)，即可计算岩样的渗透率。根据实验测得的数据可以求得：岩样截面积；当C=12时，气体渗透率 ；当C=10时，气体渗透率 ；当C=9时，气体渗透率 ；于是可以得到平均气体渗透率 中国石油大学 油层物理 实验报告实验日期： 2010.11.10 成绩： 班级： 石工XX 学号： XXXXXX 姓名： XXX 教师： XXX 同组者： 实验六 压汞毛管力曲线测定一实验目的1了解压汞仪的工作原理及仪器结构； 2掌握毛管力曲线的测定方法及实验数据处理方法。二实验原理 岩石的孔隙结构极其复杂，可以看作一系列相互连通的毛细管网络。汞不润湿岩石孔隙，在外加压力作用下，汞克服毛管力可
20、进入岩石孔隙。随压力增加，汞依次由大到小进入岩石孔隙，岩心中的汞饱和度不断增加。注入压力与岩心中汞饱和度的关系曲线即为毛管力曲线，如图6-1所示。 1-压汞曲线 2-退汞曲线 图6-1 典型毛管力曲线三、仪器流程与设备图6-2 压汞仪流程图 全套仪器由高压岩心室，汞体积计量系统，压力计量系统，补汞装置，高压动力系统，真空系统六大部分组成。1、高压岩心室：该仪器设有一个岩心室，岩心室采用不锈钢材质，对称半螺纹密封，密封可靠，使用便捷；样品参数：2520-25mm岩样；可测孔隙直径范围：0.03750m。2、汞体积计量系统：采用高精度差压传感器配合特制汞体积计量管进行计量，精度高、稳定性好；汞体积
21、分辨率：30l；最低退出压力：0.3Psi(0.002MPa)。3、压力计量系统：采用串联阶梯式计量的方法，主要由四个不同量程的压力表串联连接，由压力控制阀自动选择不同量程的压力表计量不同压力段的压力值，提高了测量的准确性；压力表量程：0.1、1、6、60MPa各一支；可测定压力点数目：100个。4、补汞装置：主要由调节系统，汞面探测系统及汞杯组成，并由指示灯显示汞面位置。图6-3 压汞仪设备图 5、高压动力系统：由高压计量泵组成；工作压力：0.00250MPa；压力平衡时间：60s。6、真空系统：主要有真空泵以及相关的管路阀件组成；真空度： 0.005mmHg；真空维持时间：5min。 四实
22、验步骤1装岩心、抽真空：将岩样放入岩心室并关紧岩心室，关岩心室阀，开抽空阀，关真空泵放空阀；开真空泵抽空1520分钟； 2充汞：开岩心室阀，开补汞阀，调整汞杯高度，使汞杯液面至抽空阀的距离H与当前大气压力下的汞柱高度（约760mm）相符；开隔离阀，重新调整汞杯高度，此时压差传感器输出值为28.0035.00cm之间；关抽空阀，关真空泵，打开真空泵放空阀，关闭补汞阀； 3进汞、退汞实验：关高压计量泵进液阀，调整计量泵，使最小量程压力表为零；按设定压力逐级进泵，稳定后记录压力及汞体积测量管中汞柱高度，直至达到实验最高设定压力； 按设定压力逐级退泵，稳定后记录压力及汞体积测量管中汞柱高度，直至达到实
23、验最低设定压力； 4结束实验：开高压计量泵进液阀，关隔离阀；开补汞阀，开抽空阀；打开岩心室，取出废岩心，关紧岩心室，清理台面汞珠。(注意：进泵时，压力由小到大，当压力达到压力表量程的2/3时，关闭相应的压力表；退泵时，压力降到高压表量程的1/3以下并在下一级压力表的量程范围内时，才能将下一级压力表打开。) 五数据处理与计算1计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线某一毛管力对应岩心含汞饱和度：SHg： SHg= VHg/Vp*100%=A(h0-hi)/Vp*100%式中，h0进汞压力为零时对应的计量管汞柱高度，cm； hi某一设定压力对应的计量管汞柱高度，cm； A计量管横截面积，cm2； Vp岩
24、心中的孔隙体积，式中，进汞压力为零时对应的计量管汞柱高度，cm； 0hih某一设定压力对应的计量管汞柱高度，cm； A计量管横截面积，cm2； Vp岩心中的孔隙体积，Vp=1/4*d2 L,cm3 ;d-岩心直径，cm；L岩心长度，cm；f岩心孔隙度，小数；根据毛管力Pc和对应的岩心含汞饱和度SHg在半对数坐标上绘制毛管力曲线。 2、根据毛管力公式计算不同压力对应的毛管半径，并绘制孔隙大小分布柱状图（举例说明计算过程，并将毛管半径填入原始记录表）； 图6-4 空隙大小分布曲线示意图由 Pc=2cos/r则 r=2cos/r=-2*480*cos1400/Pc=0.7354/Pc(m)式中，Pc
25、毛管力，MPa ； s汞与空气的界面张力，480mN/m； q润湿角，1400 ； r毛管半径，m 。3、求取岩石的最大孔喉半径rmax、饱和度中值压力Pc50、退汞效率We等有关物性参数，并说明求取方法、在图上标明；（1）岩石的最大孔喉半径：rmax=0.7354/PT ;式中：PT阈压，MPa。（2）毛管力曲线上含汞饱和度为50%时相应的毛管压力定为Pc50，它越小反映岩石渗滤性越好，产能越高； （3）在限定的压力范围内，从最大注入压力降到压力接近零时，从岩心内退出的汞体积与降压前注入的汞总体积的百分比。它反映了非湿相毛细管效应采收率。计算公式如下：We=（ SHgmax Shgmin）/
26、 SHgmax*100%式中，We退汞效率，%； 式中， We退汞效率，%； SHgmax压汞曲线上，最高压力对应的岩心中的含汞饱和度，%； SHgmin退汞曲线上，压力接近零时岩心中的含汞饱和度，%。进汞压力MPa进汞高度cm校正高度cm汞饱和度%退汞压力MPa退汞高度cm校正高度cm汞饱和度%毛管半径m035.2735.270032.94 0.00535.0435.072.973 0.00532.4532.541.181 147.080 0.0134.9735.023.717 0.0132.3532.4242.370 73.540 0.0234.8834.974.460 0.0232.26
27、32.3643.262 36.770 0.0334.8134.935.055 0.0332.2232.3543.411 24.513 0.0434.7734.935.055 0.0432.1932.3543.411 18.385 0.0534.7434.915.352 0.0532.1632.3643.262 14.708 0.0734.6734.866.095 0.0732.0832.3144.005 10.506 0.0934.6434.856.244 0.093232.2644.749 8.171 0.1234.5734.866.095 0.1231.8732.1746.087 6.12
28、8 0.1534.5234.866.095 0.1531.7132.0547.871 4.903 0.234.4134.797.136 0.231.531.8750.547 3.677 0.333.7534.215.907 0.331.2131.6354.115 2.451 0.532.2732.7936.869 0.530.8531.3258.723 1.471 131.4132.0248.317 130.4330.9564.224 0.735 1.530.9831.6453.966 1.530.2230.8565.711 0.490 230.7331.4357.088 230.130.73
29、67.495 0.368 529.9630.8565.711 529.7730.5370.468 0.147 829.630.6368.981 829.630.5370.468 0.092 1029.430.5270.617 1029.4230.5470.319 0.074 1、某一毛管力对应岩心含汞饱和度：SHg： SHg= 0.3568*(35.27-35.07)/2.4*100%=2.973%2、r=0.7354/0.005=147.080(m)3、 （1）岩石的最大孔喉半径：rmax=0.7354/0.21=3.50m ;（2）Pc50=1.05MPa（3）We=（ SHgmax Shgmin）/ SHgmax*100%=(70.617%-39%)/70.617%=44.77%
