ICS75.010 E 11 NB 备案号：52216-2015 中华人民共和国能源行业标准 NB/T14008—2015 页岩全孔径分布的测定 压汞一吸附联合法 Analysis of full-scale pore size distribution of shale bothby mercuryporosimetry and adsorption 2016-03-01实施 2015-1027发布 国家能源局 发布 NB/T14008-2015 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 术语和定义 3 方法原理 5 仪器和材料 样品制备 6 样品测定 7 8 计算 压汞法与吸附法测定结果的衔接 9 10质量控制 11实验报告 附录A（规范性附录） 压汞及吸附法各测点参数设计表 附录B（资料性附录） 孔隙半径与气体分压对应关系查阅表· 附录C（资料性附录） 气/水两相条件下毛管压力曲线示意图 10 附录D（资料性附录） 孔隙半径分布示意图 参考文献 12 NB/T14008—2015 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由能源行业页岩气标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所、中国石油 西南油气田公司勘探开发研究院、国家能源页岩气研发（实验）中心。 本标准主要起草人：范明、陈红宇、俞凌杰、张文涛、王兰生、薛华庆、闫刚。 本标准是首次制定。 II NB/T14008—2015 页岩全孔径分布的测定 压汞一吸附联合法 警示一使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。 1范围 本标准规定了页岩全孔径分布的测定方法、仪器和材料、测定步骤、计算、质量控制、实验报告以 及安全与环保的要求。 本标准适用于测定页岩中孔隙直径大于2nm以上的孔径分布，提供完整的毛管压力曲线及相关参 数。泥岩等其他岩类可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T21650.1一2008压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度第1部分：压汞法 GB/T21650.2一2008压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度第2部分：气体吸附 法分析介孔和大孔 GB/T29172—2012岩心分析方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 大孔macropore 孔隙直径大于50nm的孔。 3.2 介孔mesopore 孔隙直径介于2nm和50nm之间的孔。 3.3 微孔micropore 孔隙直径小于2nm的孔。 4方法原理 采用压汞和吸附法分别对页岩不同范围的孔径分布进行测定，以总孔隙率参数为基准，将压汞法测 得的孔隙半径6nm～10000nm的孔径分布和吸附法测得的孔隙半径1nm～10nm的孔径分布，以6nm为 衔接点，进行归一化计算和衔接，得到孔隙半径1nm～10000nm范围内孔隙的孔径分布，利用水和汞的 表面张力参数，将气/汞条件下的毛管压力换算为气/水条件下毛管压力，得到全孔径毛管压力曲线，并 根据该曲线判读突破压力等特征参数。 1 NB/T14008—2015 5仪器和材料 5.1压汞仪 体积计量分辨率应不大于1mm3。 5.2比表面孔径测定仪 5.2.1氮气/氨气混流分压法测定仪的流速分辨率应小于0.1/min 5.2.2静态体积法进行吸附法孔径分布测量的测定仪压力分辨率应小于0.01PSI，真空度高于10-Pa。 5.3材料和试剂 5.3.1氮气：分析纯。 5.3.2氨气：分析纯。 5.3.3汞：分析纯。 6样品制备 6.1 当样品含油时应进行洗油，参照GB/T29172一2012。 6.2取约40g块状样品初碎，混合均匀后，取不少于10g的样品105℃烘干至恒重后用于压汞分析。 6.3用氮气/氨气混流分压法进行测定时，将剩余样品碎至1mm~3mm，取2g~3g样品105℃烘干至恒 重后用于吸附分析。 6.4用静态体积法测定时，将剩余样品碎至250μm380um，取2g3g样品105℃烘干至恒重后用于 吸附分析。 7样品测定 7.1压汞法 按表A.1的进汞压力进行各测点的压汞实验。测量过程按GB/T21650.1一2008中8.2的规定执行。 压汞实验中，大孔部分的麻皮效应根据实际情况扣除。 注1：最初的进汞量是由于汞在岩样粗糙表面的贴合而引起的虚假侵入体积，随着压力的逐渐增大，不平处被汞占 满，表现出一定的进汞量，此时汞还没有真正进入孔喉系统，这一现象称为麻皮效应。如果把这部分的进汞 体积累计至总进汞量，会造成进汞饱和度的数值偏大。 7.2 吸附法测定 7.2.1氮气/气混流分压 按表A.1的氮气和载气流速，进行逐点测量，其中第1个测点的氮气与载气流速比最大，对应的毛 管半径应比压汞法最大压力点对应孔隙半径大，以此作为吸附法测定的初始点。测量过程按GB/T 21650.2一2008第11章的规定执行。 7.2.2静态体积法 按表A.1的压力点逐点测量。测量过程按GB/T21650.2一2008第9章的规定执行。 注2：表B.1提供了更多关于吸附半径与吸附气体分压的对应关系，若需要测定更为密集的微介孔孔径分布可参照 此表设定相应的压力进行测量。 2 NB/T14008—2015 8计算 8.1大孔及部分介孔孔径分布计算（孔隙半径>6nm） 8.1.1 岩样孔隙体积的计算 岩样的孔隙体积按式（1）计算： MHg×p (1) p 式中： V.- 压汞分析样品的孔隙体积，mL； 孔隙率； 一压汞测量的岩样质量，g； 岩样的视密度，g/cm3。 8.1.2汞饱和度计算 用于压汞法计算的总测点数为n，第1个测点汞饱和度增量按式（2）计算： Vgl - Vol (△SHg); = =×100% (2) Vp 式中： (ASg）——第一个点的进汞饱和度增量； Vl—第一个点的空白进汞量，mL。 其他测点的进汞饱和度增量按式（3）计算： [Vhgi - Vhg(-1)] -[Vo; - Vb(-]]] (△SHg),; : ×100% (3) Vp 式中： 压汞法测定时，各测点的序号，取值1～n； (△SHg); 各测点的进汞饱和度增量，%； Vhg; 或 Vhg(-) 每个压力点的累计进汞量，mL； Vo,或 Vb(i-1) 每个测点的累计空白进汞量，mL； Vhgi - Vhg(i-I) 压力由pi--升至p,时的样品进汞量，mL； Vbi - Vb(i-1) -压力由pi-升至p,时，空白实验的进汞量，mL。 若[Vhgi -Vhig(i-)]≤[Vb:-Vb(i-1)],则(ASg),为 0。 各测点的累计进汞饱和度按式（4）计算： C(ASHg) (4) 式中： (Sg）一一压汞法测定过程中各测点的累计进汞饱和度，%。 各测点的剩余孔隙率按式（5）计算： 0 =@×[1-(SHg),] (5) 3 NB/T14008—2015 注3：压汞法测定过程中部分孔隙被汞占据，剩余的孔隙体积与岩样总体积的比称为剩余孔隙率。 式中： 0——压汞法测定过程中各测点剩余孔隙率，%。 8.2部分介孔及微孔孔径分布计算（吸附法，<10nm以下的孔隙） 用于吸附法计算的总测点数为n+1。按7.2的方法测定后，得到了各测点对应的吸附半径 ro，,2,3,及相对应的各测点吸附体积为Vo,W,V2,V3。 氮气吸附法第1和第2点之间的饱和度增量按式（6）计算： (9) M..o. 式中： (AS%,)—第1与第2吸附点之间饱和度增量； 注4：第1与第2吸附点之间饱和度增量用于与压汞法的最后两个点之间的饱和度增量的对比，以检查分析质量， 不参与全孔径分布的计算。 V一吸附法第1个测点测得的吸附体积，mL； V——吸附法第2个测点测得的吸附总体积，mL； 注5：V为与压汞法衔接的第1点的吸附量，为吸附法样品中用于介孔和微孔计算的孔隙的总体积。 p岩石视密度，g/cm²； M.—吸附法测定的样品质量，g。 各测点吸附饱和度增量按式（7）计算： V,-Vjl××100% (ASN,), = (7) Vi 式中： j一—吸附法测定时，各测点的序号，取值1～n'； (AS，），饱和度增量，以百分数表示； V, -Vj+1 一半径r,-rj+1范围内的吸附法孔隙体积，mL。 各测计累计饱和度（S，）按式（8）计算： (ASN,) (SN,), = (8) 通过以上计算，已分别通过压汞法得到了孔隙半径6nm～10000nm范围内的孔径分布和吸附法6nm 以下的孔隙半径范围内的孔径分布。 最后一点的吸附体积为V.为2nm下在微孔部分的总体积，微孔部分的饱和度(AS，），以式（9）计算： V××100% (△SN,)n = (9) 9压汞法与吸附法测定结果的衔接 9.1进汞压力换算为气/水条件下的毛管压力和对应的毛管半径 式（10）是毛管压力计算的通用公式。 28cos(0) (10) P.= r 4