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1、实验六 压汞毛管力曲线测定一、实验目的1. 了解压汞仪的工作愿意及仪器结构；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，可看做一系列相互连通的毛细管网络。汞不润湿 岩石空隙，在外加压力作用下，汞克服毛管力可进入岩石空隙。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。0.4-电f送含水啊和度S 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
2、：该仪器设有一个岩心室，岩心室采用不锈钢材质，对称半螺旋密封，密封可靠，使用便捷：样品参数25X20-25mm岩样；可测 孔隙直径范围：0.03750卩m 。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；汞体积分辨率：W 30卩l ；最低退出压力：W 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：三100个。4、补汞装置：主要由调节系统
3、，汞面探测系统及汞杯组成，并由指示灯显 示汞面位置。5、高压动力系统：由高压计量汞组成；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：W0.005mmHg；真空维持时间：5min。四、实验步骤1. 打开岩心室2. 装入岩心，关紧岩心室3. 关闭岩心室阀4. 关闭真空泵放空阀5. 打开真空泵电源6. 抽真空 15min7. 打开岩心室阀8. 打开隔离阀9. 调节泵杯的高度为 760mmHg 柱10. 关闭抽空阀11. 关闭补汞阀12. 关闭真空泵电源13. 缓慢打开真空泵放空阀14. 关闭泵进液阀15. 将最小压力表调至零16.
4、 进行进汞实验17. 记录压力以及汞柱高度18. 退汞实验19. 记录压力和汞柱的高度20. 打开泵进液阀21. 关闭隔离阀22. 打开补汞阀23. 打开抽空阀24. 打开岩心室25. 取出废岩心26. 清扫实验台上的汞珠27. 关紧岩心室28. 清扫实验装置（注意：进汞时，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；退泵是，压力降到高压表量程的 1/3 一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、实验结果处理表1毛管力曲线测定原始记录序号进汞压力Mpa进汞校正 高度cmh 一 h0i汞饱和度序号退汞压力Mpa退汞校 正咼度 cmh 一 h0i汞
5、饱和度毛管半径卩m1035.820.0001035.8220.00535.740.080.50020.00531.004.8230.145147.0830.0135.640.181.12630.0129.766.0637.90073.5440.0234.771.056.56740.0229.086.7442.15236.7750.0331.993.8323.95350.0328. 537.2945.59224.5160.0430.285.5434.64760.0428. 357.4746.71818.38570.0530.145.6835.52370.0528.207.6247.65614.7
6、0880.070.00080.0727.767.6647.90610.50590.0929.885.9437.14990.0927.39&4352.722& 171100.1229.226.6041.277100.1227.128.7054.4106.128110.1528. 487.3445.905110.1526.938.8955.5994.902120.227.847.9849.907120.226.799.0356.4743.677130.327.35&4752.972130.326.649.1857.4122.451140.527.01&8155.098140.526.539.295
7、8.1001.47015126.639.1957.47515126.469.3658.5380.735161.526.479.3558.475161.526.449.3858.6630.49017226.399.4358.97617226.429.4058.7880.36718526.279.5559.72618526.399.4358.9760.14719826.269.5659.78919826.379.4559.1010.092201025.259.5759.851201026.259.5759.8510.0731、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
8、原始记录表中）VA（h -h ）S =Hg x 100% 二 ox 100%Hg VVPP式中：h -进汞压力为零时对应的计量管汞柱高度，cm；0h -某一设定压力的计量管汞柱高度， cm3；iA -计量管横截面积,A=0.289 cm2V -岩心中的空隙体积，P11V 二一Kd2L 二一兀 x 2.5242 x 2.158 x 0.428 = 4.621cm2 p 44d -岩心直径，2.530 cm ；L -岩心长度， 2.158 cm ；0 -岩心孔隙度,42.80%；当 Pc=0.5MPa 时，h -h =8.81 求得：0iVA(h -h )0 289x8 81S = -Hg x10
9、0% = x100% =- x100% = 55.098%Hg V-4.621PP2、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）；由 p = 2b cos0 则cr2b cos 0-2 x 480 x cos140。0.7354 /)r =U m)P-c式中， P -毛管力， Mpa ；cb -汞与空气的界面张力，480mN/m ;0 -润湿角，140。；r -毛管半径，当 Pc=0.5MPa 时，r=0.7354/0.5=1.47 卩 m3、求取岩石的最大孔喉半径r、饱和度中值压力P、退汞效率W等有关物性maxc 50e
10、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 =。7354 （卩m）max式中， P -阈压， Mpa 。T由图求P的求法：将压汞曲线的中间平缓线段延伸与纵坐标的交点的读数即为阈压P，T结果如下：P =0.022MPa,求得Tr 皿尸0.7354/0.022=33.386(卩 m )（2）毛管力曲线上含汞饱和度为 50%时相应的毛管压力定为 P ，它越小反 c50映岩石渗透率性越好，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。它反映了非湿相毛管管效应采收 率。计算公式如下：S - SW 二一HgmaxHgmin X 00%eSHgmax式中，W -退汞效率，%eS -压汞曲线上，HgmaxS -退汞曲线上Hgmin最高压力对应的岩心中的含汞饱和度，%；压力接近零时岩心中的含汞饱和度，%。由图中读出计算举例：S=59.851%， S=30.145%HgmaxHg minS -S 100%二一x100%= (0.59851-0.30145) /0.59851=49.63%Hgmax六. 实验总结通过本实验我知道了如何用压汞法测量孔隙的渗透率，除此之外，我学会了如何绘制压汞毛细管力曲线，知道了压汞法测毛细管大小的方法。此实验步骤较多还好老师给了我们步骤图让我们试验顺利进行，感谢老师的悉心教导。
