ICS 75. 020 E 12 SY 备案号：16449—2005 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 5346--2005 代替SY/T5346—1994 岩石毛管压力曲线的测定 Rock capillary pressure measurement 200507—26发布 200511-01实施 发布 国家发展和改革委员会 SY/T5346---2005 目 次 前言 1范围 2压汞法 2. 1 原理 2.2测量仪器的技术指标 2.3测定步骤及要求 2.4测定结果 3离心机法 3.1 原理 3.2测量仪器的技术指标 3.3测定步骤及要求 3. 4 毛管压力和饱和度的计算 3.5注意事项 4半渗透隔板法 4.1原理 4.2测量仪器的技术指标 4.3测定要求 4.4常温常压毛管压力测定步骤 4.5高温高压毛管压力测定步骤 4.6注意事项 附录A（资料性附录） 压汞法岩石毛管压力曲线测定结果报告格式 1(0) 附录B（资料性附录） AutoPore系列压汞仪测定毛管压力曲线方法 12 附录C（资料性附录） 离心机法岩石毛管压力曲线测定结果报告格式 13 附录D（资料性附录） 常温常压隔板法毛管压力曲线测定结果报告格式 14 附录E（资料性附录） 高温高压隔板法毛管压力曲线测定结果报告格式· 16 I SY/T5346-2005 前言 本标准代替SY/T5346一1994《岩石毛管压力曲线的测定》。 本标准与SY/T5346一1994相比，主要做了如下修订： 的校正； 半渗透隔板法岩石毛管压力曲线的测定增加了颗粒损失的校正； 将原隔板法岩石毛管压力曲线测定的几种方法进行了合并，并增加了高温高压条件下的毛管 压力曲线测定方法； 修改了SY/T5346--1994中的部分不当之处，如对隔板的处理方法； -删除了SY/T5346—1994所有有关原始记录的格式附录，并将SY/T5346-1994的所有附 录改为资料性附录。 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D和附录E均为资料性附录。 本标准由油气田开发专业标准化委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国石油勘探开发研究院石油采收率研究所。 本标准主要起草人：张祖波、洪颖、罗蔓莉。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： -SY/T5346--89,SY/T5346-1994; -SY5344--88; --SY 5407—91。 II SY/T5346—2005 岩石毛管压力曲线的测定 1范围 本标准规定了测定岩石毛管压力曲线的原理、计算方法以及计量仪器的技术指标。 本标准适用于胶结岩样的压汞法、离心机法和半渗透隔板法毛管压力曲线的测定，其他类型岩心 可参照执行。 2压汞法 2.1原理 汞对绝大多数岩心都是非润湿相，如果对汞施加的压力大于或等于孔隙喉道的毛管压力时，汞就 克服毛管阻力进人孔隙。根据进汞的孔隙体积分数和对应压力，就能得到毛管压力与岩样含汞饱和度 的关系，称之为压汞法毛管压力曲线。 由于汞的表面张力和润湿接触角比较稳定，常用注人型的压汞仪测得的毛管压力曲线换算孔隙大 小及分布。假设孔隙系统是由粗细不同的圆柱形毛管束构成，则毛管压力与孔径间的关系如式（1）。 (1) re 式中： p 毛管压力（绝对压力），MPa； α表面张力，N/m; α·-润湿接触角，（°）； r.——毛管半径，um。 在实验室条件下，α=0.48N/m，6=140，则有： = 0.735 p." (2) re 根据式（2）将毛管压力曲线换算为孔喉大小及分布曲线。 2.2测量仪器的技术指标 2.2.1最高工作压力不低于8MPa。 2.2.2仪器体积分辨率不低于0.01ml。 2.2.3内外压平衡下的压汞仪，空白实验体积变化的数据稳定，其平行实验的最大变化值小于平均 值的20%。 2.2.4压汞仪真空度不低于133.4Pa。 2.2.5按周期校验合格。 2.3测定步骤及要求 2.3.1样品要求 2.3.1.1样品的选择应具有代表性，其孔隙体积不大于压汞仪最大进汞体积的90%。 2.3.1.2测试前样品必须经过抽提除油。 2.3.1.3在105℃下烘干至恒重。 2.3.1.4样品应预先测得孔隙度、岩样密度，如有可能也要测得空气渗透率。 2.3.2汞的处理 2.3.2.1使用前，应将汞清洗干净，保证汞液中无机械杂质和氧化膜。 1 SY/T5346—2005 2.3.2.2对于按2.3.2.1处理后未能净化的汞，推荐用酒精、丙酮、高锰酸钾进行清洗。 2.3.3测定步骤 按照仪器的操作规程操作。 2.3.4测定压力点的数目及分布 测定压力点的数目和分布应使毛管压力曲线光滑，拐点处应有控制点。 2.3.5测定点的平衡时间 2.3.5.1由计算机控制的压汞仪，所设定的平衡时间不得少于30s（做标准样品例外）；人工控制的 压汞仪，在进、退汞高峰点及其附近点，平衡时间不得少于60s。 2.3.5.2对于渗透率小于1mD的岩样，平衡时间应适当加长。 2.4测定结果 2.4.1计算 2.4.1.1岩样孔隙体积的计算 2.4.1.1.1当已知岩样质量、视密度和孔隙度时，则孔隙体积按式（3）计算： V,= W (3) 式中： V。—孔隙体积，mL; Φ—孔隙度，以小数表示； W.岩样的质量，g; 岩样的视密度，g/mL。 2.4.1.1.2当已知岩样总体积和颗粒体积时，则孔隙体积按式（4）计算： V,=V,-V. (4) 式中： V.岩样的总体积，mL; 一岩样的颗粒体积，mL。 2.4.1.2汞饱和度的计算 汞饱和度按式（5）、式（6）计算： (5) V, SHg = ZSHg (6) 注：若（B-1-B,）≤（K-1-K)，则令△SHg=0。 式中： A.SHg 汞饱和度增量，以百分数表示， SHa 累积汞饱和度，以百分数表示， 仪器的体积常数，即压汞仪单位测量值所代表的体积变化； B,Bi+1- 压力由p：升至pi+1时的进汞量，mL， K,, K;+1 压力为pi，pi+，时，空白实验体积的测量值，mL。 2.4.2毛管压力曲线 以毛管压力的对数为纵坐标，累计汞饱和度为横坐标，在半对数坐标图上绘制毛管压力与汞饱和 度的关系曲线。饱和度从右到左由0到100%。 2.4.3孔喉分布直方图 以孔喉半径r为纵坐标，以对应的汞饱和度增量△S为横坐标作直方图。 2.4.4毛管压力曲线上的特征点 2.4.4.1排驱压力Pd 2 SY/T5346--2005 排驱压力也称阈压，它是非润湿相开始连续进人岩样最大喉道时所对应的毛管压力。在半对数坐 标中沿着毛管压力曲线平坦部分的第一个拐点做切线，切线延长与纵坐标轴相交的压力点即为排驱压 力。 2.4.4.2饱和度中值压力pe50 饱和度中值压力指进汞饱和度为50%时所对应的毛管压力。 2.4.4.3中值半径rso 与饱和度中值压力相对应的喉道半径即为饱和度中值喉道半径，简称中值半径。 2.4.4.4最大进汞饱和度Sm 最大进汞饱和度是指最高实验压力时的汞饱和度值。 2.4.4.5残余汞饱和度Sg 残余汞饱和度是指做退汞实验时，当压力由最高实验压力退到起始压力或当地大气压时在岩样中 残留的汞饱和度。 2.4.4.6退汞效率W 退汞效率W。是指做退汞实验时退出的水银体积与注人的水银体积的比，按式（7）计算。 (7) Smx 式中： W。退汞效率，以百分数表示； Smx"最大进汞饱和度，以百分数表示； SHar—残余汞饱和度，以百分数表示。 2.4.5麻皮效应的校正 2.4.5.1在做压汞实验的最初进汞阶段中，进汞量的增加是由于非润湿相汞在岩样粗糙表面的坑凹 处的贴和而引起的虚假侵入体积。随着压力的逐渐增大，坑凹被汞占满，此时汞还并没有真正进人孔 喉系统，压力也没有达到排驱压力。但在仪器进汞量中，如把这一部分的空腔体积累计到总孔喉系统 的进汞量中，会造成进汞饱和度数值偏大，这一现象称为麻皮效应。麻皮效应所产生的附加饱和度应 当进行校正。 2.4.5.2麻皮效应的确定方法是首先确定排驱压力，排驱压力点沿X轴方向与毛管压力曲线相交点 所对应的汞饱和度即为麻皮效应值。 2.4.5.3在总进汞饱和度中减去麻皮效应值。 2.4.6实验报告 实验报告中应包括文字说明、数据表和图三部分，报告的格式参见附录A。 2.4.7AutoPore系列压汞仪测定毛管压力曲线方法 AutoPore系列压汞仪测定毛管压力曲线方法参见附录B。 3离心机法 3.1原理 将饱和润湿（非润湿）相流体的岩样，装人充满非润湿（润湿）相流体的离心机样盒中，使其在 一系列选定的角速度下旋转（见图1），由于岩样内外流体密度不同，使得两种流体所受的离心力不 同，借助两相流体的离心压力差，克服岩样的毛管压力，使非润湿（润湿）相流体进人岩样，排驱出 其中的润湿（非润湿）相流体。离心机的转速越高，则两相流体的离心压力差越大，因而随着离心机 转速的增大越来越少的孔隙中润湿（非润湿）相流体被排驱出来。测量一系列稳定转速下润湿（非润 湿）相流体的累积排出体积，即可获得岩样的离心法毛管压力曲线。 本方法适用于孔隙度大于或等于10%、空气渗透率大于5mD的岩样，其他岩心可参照执行。 3 SY/T5346—2005 1一岩样；2一挡板；3一岩样盒 图1离心法工作原理示意图 3.2测量仪器的技术指标 3.2.1 测量仪器必须是岩心分析专用高速离心机、岩样盒和工作转盘（见图2和图3）。 2 a)油驱水 b)水驱油 1一排气孔；2一橡皮圈；3一衬套；4一多孔挡板 图2岩样盒结构示意图 a)油驱水 b)水驱油 图3工作转盘示意图 3.2.2转速小于或等于1500r/min时的转速波