壓汞毛管力曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)

小進(jìn)入巖石孔隙，即為毛管力曲線，小進(jìn)入巖石孔隙，即為毛管力曲線，中國(guó)石油大學(xué)箜流物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 成績(jī)：班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 教師：張儼彬同組者： — —壓汞毛管力曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈮汗瘍x的工作原理及儀器結(jié)構(gòu)；掌握毛管力曲線的測(cè)定方法及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法。實(shí)驗(yàn)原理巖石的孔隙結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，可以看作一系列相互連通的毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)。汞不潤(rùn)濕巖石孔隙，在外加壓力作用下，汞克服毛管力可進(jìn)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(guān)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(shí)驗(yàn)流程

F1-6u 匚-引巳F1-6u 匚-引巳.巳-1】聆F-：-IHr.食點(diǎn). 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(shí)驗(yàn)步驟裝巖心、抽真空：將巖樣放入巖心室并關(guān)緊巖心室，關(guān)巖心室閥，開(kāi)抽空閥，關(guān)真空泵放空閥；開(kāi)真空泵抽空15~20分鐘；充汞：開(kāi)巖心室閥，開(kāi)補(bǔ)汞閥，調(diào)整汞杯高度，使汞杯液面至抽空閥的距離H與當(dāng)前大氣壓力下的汞柱高度（約760mm）相符；開(kāi)隔離閥，重新調(diào)整汞杯高度，此時(shí)壓差傳感器輸出值為28.00?35.00cm之間；關(guān)抽空閥，關(guān)真空泵，打開(kāi)真空泵放空閥，關(guān)閉補(bǔ)汞閥；進(jìn)汞、退汞實(shí)驗(yàn)：關(guān)高壓計(jì)量泵進(jìn)液閥，調(diào)整計(jì)量泵，使最小量程壓力表為零;按設(shè)定壓力逐級(jí)進(jìn)泵，穩(wěn)定后記錄壓力及汞體積測(cè)量管中汞柱高度，直至達(dá)到實(shí)驗(yàn)最高設(shè)定壓力；按設(shè)定壓力逐級(jí)退泵，穩(wěn)定后記錄壓力及汞體積測(cè)量管中汞柱高度，直至達(dá)到實(shí)驗(yàn)最低設(shè)定壓力；結(jié)束實(shí)驗(yàn)：開(kāi)高壓計(jì)量泵進(jìn)液閥，關(guān)隔離閥；開(kāi)補(bǔ)汞閥，開(kāi)抽空閥；打開(kāi)巖心室，取出廢巖心，關(guān)緊巖心室，清理臺(tái)面汞珠。（注意：進(jìn)泵時(shí)，壓力由小到大，當(dāng)壓力達(dá)到壓力表量程的2/3時(shí)，關(guān)閉相應(yīng)的壓力表；退泵時(shí)，壓力降到高壓表量程的1/3以下并在下一級(jí)壓力表的量程范圍內(nèi)時(shí)，才能將下一級(jí)壓力表打開(kāi)。）

數(shù)據(jù)處理毛管力曲線測(cè)定原始記錄表1毛管力曲線測(cè)定原始記錄表巖心直徑： 2.500 cm 計(jì)量管截面積： 0.3532 cm2巖心長(zhǎng)度： 2.394 cm 巖心孔隙度： 35.2 %序號(hào)進(jìn)汞壓力MPa進(jìn)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(hào)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(jìn)汞壓力為10MP為例(1)校正計(jì)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(duì)應(yīng)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(shí)相應(yīng)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(jì)算巖心含汞飽和度，繪制毛管力曲線(舉例說(shuō)明計(jì)算過(guò)程，并將含汞飽和度填入原始記錄表)；校正計(jì)量管中汞柱的高度：h，=h+Aq式中：h\—任一壓力下，校正后的計(jì)量管中汞柱的高度，cm；h—任一壓力下，計(jì)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(nèi)的系統(tǒng)誤差，Ac通過(guò)空載實(shí)驗(yàn)測(cè)得。任一毛管力P對(duì)應(yīng)巖心含汞飽和度S^：S=金x100%="(?—”i)x100%HgV VP P式中：h0—進(jìn)汞壓力為零時(shí)，汞體積計(jì)量管中汞柱的高度，cm；A—計(jì)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(zhǎng)度，cm；4一巖心孔隙度，小數(shù)；根據(jù)毛管力和對(duì)應(yīng)的巖心含汞飽和度S*，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上繪制毛管力曲線。根據(jù)毛管力公式，計(jì)算不同壓力對(duì)應(yīng)的毛管半徑(舉例說(shuō)明計(jì)算過(guò)程，并將毛管半徑填入原始紀(jì)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(rùn)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(duì)應(yīng)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?jǐn)?shù)。在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)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(guān)物性參數(shù)，并說(shuō)明求取方法、在圖上標(biāo)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(shí)相應(yīng)的毛管壓力Pc50說(shuō)明它的大小對(duì)巖石滲濾性及產(chǎn)能的影響； °退汞效率反映了壓入巖心的汞退出的百分?jǐn)?shù)，相當(dāng)于強(qiáng)親水油藏的水驅(qū)采收率。計(jì)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(duì)應(yīng)的巖心中的含汞飽和度，%;HgmaxSHgmin一退汞曲線上，壓力接近零時(shí)巖心中的含汞飽和度，％。六、思考與總結(jié)了解汞的毒性及危害，如何預(yù)防？答：汞及其化合物可通過(guò)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(zhǎng)時(shí)間才能表現(xiàn)出來(lái)。食物鏈對(duì)于汞有極強(qiáng)的富集能力，淡水魚(yú)和浮游植物對(duì)汞的富集倍數(shù)為1000，淡水無(wú)脊椎動(dòng)物為100000，海洋動(dòng)物為200000。侵入途徑：吸入、食入、經(jīng)皮吸收。預(yù)防方法：可以用工業(yè)級(jí)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(huì)形成汞齊，是固態(tài)的，也是無(wú)毒的，然后就可以把它收集起來(lái)放到一個(gè)容器里密封起來(lái)。密封的時(shí)候最好在水銀的液體里面放入一部分水，再用蓋子擰嚴(yán)，這時(shí)水銀在有水層保護(hù)下是沒(méi)有揮發(fā)性的，也是無(wú)毒性的。從數(shù)顯屏上直接讀得的計(jì)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(cè)得高度偏低?？赏ㄟ^(guò)空載試驗(yàn)測(cè)得變化值予以校正。進(jìn)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(jìn)汞高度乘計(jì)量管的截面積求得進(jìn)入巖心中的汞體積進(jìn)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(jìn)汞過(guò)程中：（1）如何保護(hù)量程為0.1MPa的壓力表?（2） 如何保護(hù)量程為1MPa的壓力表？（3） 如何保護(hù)量程為6MPa的壓力表？答：（1）進(jìn)泵時(shí)，壓力由小到大，當(dāng)壓力達(dá)到0.06MP時(shí)，關(guān)閉截止閥3。（2） 進(jìn)泵時(shí)，壓力由小到大，當(dāng)壓力達(dá)到0.6MP時(shí)，關(guān)閉截止閥2。（3） 進(jìn)泵時(shí)