巖心孔隙度自動測定儀

一、    巖心孔隙度自動測定儀概述

孔隙度是巖石的重要性質之一。它定義為孔隙體積與巖石幾何體積的比值，通常用百分數表示。這種油田水或烴類物質占據的孔隙空間的大小，無論對合理評價油藏，還是對油藏進行工程施工都是必不可少的參數。我公司根據美國巖心公司的孔隙度儀并參考了大量的資料設計的氣體孔隙度儀，儀器優點測試精度高，可調范圍寬。可手動或自動操作。儀器測試過程符合SY/T5336—1996標準。可同時測量巖心的孔隙體積、骨架體積和孔隙度。儀器的檢測、測試、數據處理、打印報告全過程均由計算機控制。具有結構簡單、操作方便、測定速度快、性能穩定等特點，是巖心分析實驗室必不可少的裝置。

二、    儀器巖心孔隙度自動測定儀主要技術參數

1、巖心尺寸：Φ25.4×30～80mm

2、測量氣體：

（1）氣源：氦氣、氮氣

（2）輸入壓力：1.2MPa

（3）測試壓力：0.7MPa

3、控制氣體：

（1）氣源：空氣、氮氣

（2）環壓壓力：1.2MPa

（3）控制壓力：0.4～0.7MPa

4、電源：220V±10V  頻率50HZ

5、測量精度：≤0.5%

6、標準塊體積：見表

三、    工作原理

氣體孔隙度儀是測量體積的一種儀器，用它可以測定巖樣的骨架體積和孔隙度體積，利用氣體膨脹原理，即玻義爾（BoyLE）定律，已知體積的氣體在確定的壓力下向未知體積等溫膨脹，膨脹后可測定最終的平衡壓力。平衡壓力的大小取決于未知體積的大小，而未知體積的大小由玻義爾定律求得。

該儀器可用兩種氣體作為驅替介質，氮氣和氦氣，對于一般的砂巖可用氮氣，對于較為致密的灰巖和孔隙較小的巖樣可用氦氣測定。用氦氣的理由是：①微小的氦氣（分子半徑r=0.9A）作為介質能夠進入與油藏巖石伴生的毛細管；②分子量低的氦氣（M=4）對巖石具有較高的滲透能力，這就是利用氦氣進入多空介質；③巖石表面對氦氣吸附性較差。

根據玻義爾定律如圖1所示：氣體的已知體積VK與所測壓力PK下等溫膨脹到未知室體積V中，膨脹后測量最終平衡壓力P這個平衡壓力取決于未知體積量，未知體積可以用玻義爾定律求得：

圖1：BoyLE原理圖

                                       ①

                                     ② 對于低壓真實氣體，在彈性體積中作等溫膨脹，考慮到器壁的壓變性，忽略一些次要因素，計算由下式表示：

                              ③

式中：V——未知室空間體積，cm3

VK——已知室空間體積，cm3

      PK——已知室的（原始）壓力，MPa

      P——平衡壓力，MPa

      P0————— 當天大氣壓力，MPa

      G———體積的壓變系數。

㈠．巖樣顆粒體積的測定：

由上述所知，只要用同樣的方法進行兩次實驗就可以確定出巖樣的顆粒體積，即未知室不裝巖樣時得到的平衡壓力為P1，未知室空間體積為V1。

                              ④

未知室里裝上巖樣時得到的平衡壓力P，未知室的空間（包括巖心當中的孔隙體積）體積V2

                               ⑤

④式-⑤式為巖樣的顆粒體積為Vg

這里我們應該指出的是：由于我們所用的氣體孔隙度儀結構設計上考慮了精度和已知室的校正問題，所以在巖樣杯（未知室）中裝滿了不同體積的鋼盤，在測定P1時，應在巖樣杯中裝滿鋼圓盤，測定P時應從杯中取出與巖樣體積相當的鋼盤體積，記錄取出的鋼圓盤體積V鋼，所以顆粒體積應為

                                                          ⑥