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1、小进入岩石孔隙，即为毛管力曲线，中国石油大学箜流物理实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：张俨彬同组者：压汞毛管力曲线测定实验.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，汞克服毛管力可进入岩石孔隙。随压力增加，汞依次由大到 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 如图4-1所示。t-压汞曲线2-退汞曲统博II观里在管压力曲线三. 实验流程F1 - 6u匚-引巳.巳-1】聆 F - ：- IHr.食点
2、.索I 2ih社击旋气l向图1压汞仪流程图（岩心尺寸：e25X20-25mm，系统最高压力50MPa）四. 实验步骤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
3、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1. 毛管力曲线测定原始记录表1毛管力曲线测定原始记录表岩心直径：2.500cm计量管截面积：0.3532cm2岩心长度：2.394cm岩心孔
4、隙度：35.2%序 号进汞 压力 MPa进汞高度cm校正高度cm汞饱和度%汞饱和度差%毛管半径/m序 号退汞压力MPa退汞高度cm校正高度cm汞饱和度%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
5、.5225.6768.098.1218.3960.0424.5424.7975.6070.0525.3525.5269.371.2814.7170.0524.5024.7775.7880.0725.2425.4370.140.7710.5180.0724.4624.7575.9590.0925.1925.4270.220.098.1790.0924.4324.7376.12100.1225.1525.4569.97-0.266.13100.1224.3824.7076.37110.1525.1125.4470.050.094.90110.1524.3424.6876.54120.225.062
6、5.4370.140.093.68120.224.2624.6376.97130.325.0025.4370.140.002.45130.324.1424.5477.74140.524.8525.3271.080.941.47140.523.9924.4278.7715124.3924.9574.243.160.7415123.8724.3679.28161.524.1224.7376.121.880.49161.5238224.3579.3617223.9724.6376.970.850.3717223.7924.3579.3618523.6424.4378.681.710.1518523.
7、6624.3579.3619823.4424.3679.280.600.0919823.4624.2879.96201023.3424.3379.530.260.07201023.3424.3379.53以进汞压力为10MP为例(1)校正计量管中汞柱的高度:h = h + & =24.34+0.99=24.33(2)含汞饱和度端:SHgx 100% = A(ho h)x 100%VVPPVHg=0.3532 x(33.64 - 24.3。x 100% = 79. 53% 0. 25 x 兀 x 2. 52 x2.394（3）对应的毛管半径:2b cos 0 r =Pc2 x 480 x cos
8、 1400. 7354Pc0. 7：54 = 0. 07354(pm)（4）岩石的最大孔喉半径：rmax0. 7354PT0. 73540.00981. 71(四)（5）（6）含汞饱和度为50%时相应的毛管压力Pc50=2.6MP退汞效率We = SHgmax SHgmn x 100% = 79塑二 45.70% 乂 100% = 42. 54%HgaxSHg max79. 53%r 毛管半径，um。2. 计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线(举例说明计算过程，并将含汞饱和度填入 原始记录表)；(1) 校正计量管中汞柱的高度：h，= h +Aq式中：h 任一压力下，校正后的计量管中汞柱的高度，c
9、m；h 任一压力下，计量管中汞柱的高度，cm；A 一任一压力下，主要包含汞本身的压缩值在内的系统误差，Ac通过空载实 验测得。(2) 任一毛管力P对应岩心含汞饱和度S：S =金 x 100% = ( ”i)x 100%Hg VVPP式中：h0 进汞压力为零时，汞体积计量管中汞柱的高度，cm；A 计量管横截面积，cm2；Vp 一岩心中的孔隙体积，Vp = 4nd2L，cm3；d 一岩心直径，cm；L 一岩心长度，cm；4 一岩心孔隙度，小数；(3) 根据毛管力和对应的岩心含汞饱和度S*，在半对数坐标上绘制毛管力 曲线。3. 根据毛管力公式，计算不同压力对应的毛管半径(举例说明计算过程，并将毛 管
10、半径填入原始纪录表)；由p =芝竺也则125 cosO- 2 x 480 x cos1400.7354,、r =(urn)PPP式中：P 毛管力，MPa ；5 一汞与空气的界面张力，480mN/m；孔瞭大小分布曲批示意图O 一润湿角，140。；4. 绘制孔隙大小分布柱状图相邻半径对应的含汞饱和度差值即为该半径范围的孔隙体积占总孔隙体积的百 分数。在半对数坐标上绘制孔隙大小分布柱状图。4.求取岩石的最大孔喉半径、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：r = 0,7354 (pm)max PT式中：P一阈压，MPa。(2) 确定
11、毛管力曲线上含汞饱和度为50%时相应的毛管压力Pc50说明它的大小对岩石渗滤性及产能的影响；(3) 退汞效率反映了压入岩心的汞退出的百分数，相当于强亲水油藏的水驱采收 率。计算公式如下：We = %g max Sg min x 100%SHg max式中：We 退汞效率，%;S一压汞曲线上，最高压力对应的岩心中的含汞饱和度，%;Hg maxSHgmin 一退汞曲线上，压力接近零时岩心中的含汞饱和度，。六、思考与总结1. 了解汞的毒性及危害，如何预防？答：汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体。汞的毒 性是积累的，需要很长时间才能表现出来。食物链对于汞有极强的富集能力，淡水鱼和
12、 浮游植物对汞的富集倍数为1000，淡水无脊椎动物为100000，海洋动物为200000。侵 入途径：吸入、食入、经皮吸收。预防方法：可以用工业级硫磺粉洒到地面上，待硫磺 粉与汞的小颗粒完全融在一起，会形成汞齐，是固态的，也是无毒的，然后就可以把它 收集起来放到一个容器里密封起来。密封的时候最好在水银的液体里面放入一部分水， 再用盖子拧严，这时水银在有水层保护下是没有挥发性的，也是无毒性的。2. 从数显屏上直接读得的计量管中汞柱高度为什么需要校正？怎样校正？答：汞可被压缩，造成测得高度偏低。可通过空载试验测得变化值予以校正。3. 进入岩心中汞体积怎么求出？岩心中含汞饱和度怎么确定？答：可由校正
13、后的进汞高度乘计量管的截面积求得进入岩心中的汞体积进入岩心中汞体积与空隙总体积的比值为岩心中汞饱和度。4. 进汞过程中：（1）如何保护量程为0.1MPa的压力表?（2）如何保护量程为1MPa的压力表？（3）如何保护量程为6MPa的压力表？答：（1）进泵时，压力由小到大，当压力达到0.06MP时，关闭截止阀3。（2）进泵时，压力由小到大，当压力达到0.6MP时，关闭截止阀2。（3）进泵时，压力由小到大，当压力达到3MP时，关闭截止阀1。5. 退汞过程中：（1）如何保护量程为6MPa的压力表？（2）如何保护量程为1MPa的压力表？（3）如何保护量程为0.1MPa的压力表？答：（1）退泵时，压力由大到小，当压力达到2MP以下时，打开截止阀1。（2）退泵时，压力由大到小，当压力达到0.6MP量程以下时，打开截止阀2。（3）退泵时，压力由大到小，当压力达到0.06MP以下时，打开截止阀3。
