恒速压汞实验是以非常低的恒定速度(5×10-5毫升/分)进汞,在此过程中,界面张力与接触角保持不变,汞进入岩心的每一个喉道处,都会憋压,整个毛细管系统的压力升高。当汞进入孔隙时,压力得到释放,整个系统的压力降低。记录此过程的进汞压力进汞体积变化曲线,就可以获得孔隙和喉道的信息。
恒速压汞
以极低的恒定速度向岩样喉道及孔隙内进汞的过程。
- 英文名称
- constant-speed mercury intrusion
- 所涉及学科
- 石油与天然气工程
汞对于大多数固体界面为非润湿相。当汞进入毛细管时需要克服毛细管压力,其中毛细管压力与孔隙半径
、界面张力
、静态接触角
,满足如下关系:
。
根据压汞实验得到的进汞量和相应的压力,做出毛细管压力曲线,然后根据上式计算出孔隙或孔隙和喉道半径分布曲线。
恒速压汞技术采用高精度泵,以极低的恒定速度向岩样喉道及孔隙内进汞,从而保证进汞过程在准静态下进行。假定在进汞过程中,界面张力和接触角保持不变,随着汞进入喉道,毛细管系统压力逐渐升高。
在汞突破喉道限制进入孔隙的瞬间汞在孔隙空间内以极快的速度发生重新分布,压力得以释放,此时整个系统压力回落。因孔隙半径与喉道半径存在数量级的差别,通过检测进汞压力的波动就可以将孔隙与喉道区分开来,实现对喉道和孔隙数量与大小的精确测量。
恒速压汞技术优点:①能将喉道和孔隙分开,分别提供孔隙和喉道的毛细管压力曲线。②能准确、直接测量孔隙和喉道的大小及分布。③实验模型中可假设多孔介质由直径大小不同的喉道和孔隙构成恒速压汞模型假设的孔隙结构的特征更加符合低渗、特低渗油藏小孔细喉或细孔微喉的结构特征,接近真实的孔隙结构。④比常规压汞型更逼近于准静态过程,可以将孔隙与喉道区别开来。
恒速压汞技术缺点:①由于注射速度极低且恒定,恒速压汞法与常规压汞法相比,测样时间长,一般需要3~4天。②为了缩短样品检测时间,采取减小样品体积的方法来实现,因此检测岩石比较小,一般选取约1立方厘米大小,造成被选取岩石的非均质性与整体实际储集层的非均质性存在较大偏差。③中国主要使用的恒速压汞仪是美国的ASPE-730型。该仪器的最高测试压力较低,约为6.2兆帕,在此低压条件下,汞很难进入孔、渗条件较低,物性较差的岩石的孔喉体内。因此对特低储层的岩石不适合做恒速压汞法实验。
扩展阅读
- 何顺利,焦春艳,王建国,等.恒速压汞与常规压汞的异同.断块油气田,2011,18(02):235-237.
- 李珊,孙卫,王力,等.恒速压汞技术在储层孔隙结构研究中的应用.断块油气田,2013,20(04):485-487.
- 陈蒲礼,王烁,王丹,等.恒速压汞法与常规压汞法优越性比较.新疆地质,2013,31(S1):139-141.