一、    巖心孔隙度自動(dòng)測(cè)定儀概述

孔隙度是巖石的重要性質(zhì)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?jǐn)?shù)表示。這種油田水或烴類物質(zhì)占據(jù)的孔隙空間的大小，無(wú)論對(duì)合理評(píng)價(jià)油藏，還是對(duì)油藏進(jìn)行工程施工都是必不可少的參數(shù)。我公司根據(jù)美國(guó)巖心公司的孔隙度儀并參考了大量的資料設(shè)計(jì)的氣體孔隙度儀，儀器優(yōu)點(diǎn)測(cè)試精度高，可調(diào)范圍寬?？墒謩?dòng)或自動(dòng)操作。儀器測(cè)試過(guò)程符合SY/T5336—1996標(biāo)準(zhǔn)?？赏瑫r(shí)測(cè)量巖心的孔隙體積、骨架體積和孔隙度。儀器的檢測(cè)、測(cè)試、數(shù)據(jù)處理、打印報(bào)告全過(guò)程均由計(jì)算機(jī)控制。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)定速度快、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，是巖心分析實(shí)驗(yàn)室必不可少的裝置。

二、    儀器巖心孔隙度自動(dòng)測(cè)定儀主要技術(shù)參數(shù)

1、巖心尺寸：Φ25.4×30～80mm

2、測(cè)量氣體：

（1）氣源：氦氣、氮?dú)?/span>

（2）輸入壓力：1.2MPa

（3）測(cè)試壓力：0.7MPa

3、控制氣體：

（1）氣源：空氣、氮?dú)?/span>

（2）環(huán)壓壓力：1.2MPa

（3）控制壓力：0.4～0.7MPa

4、電源：220V±10V  頻率50HZ

5、測(cè)量精度：≤0.5%

6、標(biāo)準(zhǔn)塊體積：見表

三、    工作原理

氣體孔隙度儀是測(cè)量體積的一種儀器，用它可以測(cè)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(cè)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(qū)替介質(zhì)，氮?dú)夂秃?，?duì)于一般的砂巖可用氮?dú)?，?duì)于較為致密的灰?guī)r和孔隙較小的巖樣可用氦氣測(cè)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(zhì)能夠進(jìn)入與油藏巖石伴生的毛細(xì)管；②分子量低的氦氣（M=4）對(duì)巖石具有較高的滲透能力，這就是利用氦氣進(jìn)入多空介質(zhì)；③巖石表面對(duì)氦氣吸附性較差。

根據(jù)玻義爾定律如圖1所示：氣體的已知體積VK與所測(cè)壓力PK下等溫膨脹到未知室體積V中，膨脹后測(cè)量最終平衡壓力P這個(gè)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(duì)于低壓真實(shí)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(jì)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(dāng)天大氣壓力，MPa

      G———體積的壓變系數(shù)。

㈠．巖樣顆粒體積的測(cè)定：

由上述所知，只要用同樣的方法進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)就可以確定出巖樣的顆粒體積，即未知室不裝巖樣時(shí)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(shí)得到的平衡壓力P，未知室的空間（包括巖心當(dāng)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(yīng)該指出的是：由于我們所用的氣體孔隙度儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(cè)定P1時(shí)，應(yīng)在巖樣杯中裝滿鋼圓盤，測(cè)定P時(shí)應(yīng)從杯中取出與巖樣體積相當(dāng)?shù)匿摫P體積，記錄取出的鋼圓盤體積V鋼，所以顆粒體積應(yīng)為

                                                          ⑥