基于压汞法的冻融循环对土体孔隙特征影响的试验研究_张英

毛管力曲线测定

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。 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：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Φ25×20-25mm岩样；可测 μ。 孔隙直径范围：0.03～750m 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：≤ 30lμ；最低退出压力：≤ 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：≥100个。 4、补汞装置：主要由调节系统，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：0.002~50Mpa；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：≤ 0.005mmHg；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

AutoPore VI 9510 压汞仪操作规程

AutoPore IV 9510 压汞仪操作规程 一、实验前准备及开机： 1．打开压汞仪室后，开启通风扇，通风半小时后方可进入； 2．打开压汞仪电源，计算机电源，电子天平开关，启动系统预热半小时； 3．把汞池中的汞加到汞的液面距汞池观察窗顶部1至3厘米处； 二、填/装样品管： 1．选取样品管：现有两种样品管，分别适用于测量颗粒状样品和块状样品。 2．称取适量样品，装入样品管； 3．取少量真空脂均匀涂在样品管顶部磨口处，把不锈钢电极压在磨口处，旋转四分之一圈。把塑料套从样品管底部套入，与不锈钢电极旋在一起，上紧； 4．把密封好的样品管放到天平上，称出总重； 5．把有机玻璃衬套加在样品管上后，把样品管放入低压口（Port1或Port2），旋紧压套，至样品管不能拔出时； 6．把检测套加在样品管头上锁住。 三、建立分析文件及低压孔隙分析测试： 1．运行专用分析软件； 2．点击File—Open—Sample Information，在Open Sample Information File对话窗的File name一栏中输入要建立的文件名，点击OK确认后进入样品分析条件对话窗； 3．样品分析条件对话窗中有四个标签，在Sample Information标签中输入样品说明，样品重量；在Analysis Conditions标签中输入测量压力点；在Penetrometer Properties 标签中输入样品管信息，并选定空白修正文件；在Report Options标签中进行标报 格式的设定； 4．设定完成后点击Save—Close关闭对话窗； 5．点击Unit1—Low pressure analysis进入Low Pressure Analysis对话窗，点击Browse 分别在Port1、Port2栏中输入要运行的文件，点Start开始抽真空、充汞及低压孔隙 测量； 6．低压分析完成时，在分析窗口的底部会出现Idle提示，表明分析完成。 四、高压孔隙分析测试： 1．从Port1或Port2上取下检测用套，松开压套，取出已充满汞的样品管。注：取出样品管时要使细端开口向上，防止汞流出样品管。 2．逆时针旋转高压室封头顶部开关，打开溢流阀，提起封头至自动锁住位置，把样品管的细杆插入封头中间的孔中； 3．慢慢放下封头停在三分之二位置，用手拉动样品管放入高压室，插在高压室底部的电极上，放下封头，旋紧； 4．如果溢流阀溢出的油有气泡夹杂，需反复松开，旋点封头，直至气泡出净。 5．点击Unit1—High pressure analysis进入High Pressure Analysis对话窗，点击Browse 输入要运行的文件，点Start； 6．当屏幕出现打开溢流阀的提示时，点击OK；当屏幕出现关阀溢流阀的提示时，点击OK，开始高压孔隙的测量。 五、实验完成后的处理： 1．打开溢流阀，松开封头并抬高到自锁位置； 2．从高压室中取出样品管，移到废液桶上，用专用工具取下样品管密封件，倒出废汞； 3．把放空的样品管先放到有洗涤液的盆中冲洗，并用专用毛刷刷洗，之后用清水冲洗

油层物理答案

I、油层物理学的方法进展 A油层物理学在研究技术方法上有哪些进展，与常规方法相比的区别及优势 1.ASPE-730自动空隙检测系统 常用的恒压压汞仪只能得到喉道大小分布的参数, 孔隙则用铸体薄片图象分析系统，应用等效球模型研制的软件研究孔隙。这样喉道的参数与孔隙的参数只能来自两块不同的岩样，这在一定程度上影响了研究的质量。ASPE-730系统采用恒速法压汞，使用极低的压汞速度，当在较高压力下进入某一尺寸的喉道后，再进入该喉道所控制的孔隙时压力下降，最后可获得一条喉道子曲线和一条孔隙子曲线（两条子曲线的总和即为恒压法的压汞曲线）。特点可在同一岩样上同时测得孔隙与喉道大小分布的数据。 2．岩石孔隙结构特征直观研究方法：铸体薄片法与扫描电镜法 铸体薄片法很方便地直接观察到岩石薄片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位数等；扫描电镜能够清楚地观察到储层岩石的主要孔隙类型：粒间孔、微孔隙、喉道类型和测定出孔喉半径等参数。 3.利用CT扫描技术进行岩心分析 CT扫描法又叫层析成像法，是发射X射线对岩心作旋转扫描，在每个位置可采集到一组一维的投影数据，再结合旋转运动，就可得到许多方向上的投影数据；综合这些投影数据，经过迭代运算就可以得到X射线衰减系数的断面分布图，这就是重建岩心断面CT图像的基础。 CT扫描法的最大优点是对岩心没有损伤，且测量速度快，但是其测量方法复杂，且费用较高。岩心的CT扫描能够提供岩石孔隙结构、充填物分布、颗粒表面结构、构造及物性参数等。 应用：1）利用CT确定油层基本物理参数 2）岩石微观特征描述 3）岩心地质特征描述①描述裂缝分布和微裂缝②层理判断③孔洞连通性④岩心污染 4）油水驱替动态特征描述①孔隙度及其分布特征②岩心在不同注入压力下的含水饱和度分布特征 4.核磁共振技术进行岩心分析 采用核磁共振技术，可以获得孔隙度(总孔隙度、有效孔隙度、粘土束缚水孔隙度等)、可动流体百分数、孔径分布以及渗透率等多种岩石物性参数，低磁场（共振频率2MHz和5MHz）核磁共振全直径岩心分析系统，开发了多种适合岩心分析的脉冲序列及多弛豫反演技术，实现了孔隙度、渗透率、自由流体孔隙度等岩石物性参数的快速无损检测。 岩石分析参数（1）岩石孔隙度（2）岩石可动流体及束缚流体饱和度（3）岩石渗透率（4）岩石孔径分布 5.裂缝应力敏感性实验评价方法 在断块油气藏和裂缝性油气藏的开采过程中，对断层或者裂缝随所处的应力环境、地层流体压力变化而动态变化的特征和规律性的认识是十分重要的问题。目前，对于该问题的研究主要有以下几方面： ①微观上,以Hertz弹性接触模型为依据,从理论上研究裂缝与应力的作用机理及其闭合机理； ③利用数值模拟计算方法分析裂缝的闭合接触机理； ③从室内岩心模型测试分析和试井分析来研究裂缝渗透率随压力变化的规律。 裂缝应力敏感性评价方法的基本考虑为：①裂缝两个表面之间只有少量的岩石骨架支撑，在未受到外在环境条件影响时，裂缝处于原始状态；②当钻开产层并投入降压开发过程中，垂直于裂缝表面的地应力会增加，它可能使处于

压汞仪操作指南

压汞仪操作指南

一、开机及测试前准备 第一步: 打开电源总开关后，往冷阱组件中的杜瓦瓶加入液氮。首先按压夹具，使杜瓦瓶（位于仪器的右侧）整体向下移动。旋开螺丝，将杜瓦瓶从左侧取出。向瓶中加入液氮，至杜瓦瓶四分之三高度左右。装入液氮后，将杜瓦瓶把柄插入夹具中，向上移动至原来位置，旋紧螺丝。 杜瓦瓶 螺丝先向下移动，然后向左取出 U型管 冷阱组件

第二步：打开真空泵（打开真空泵前，需先在杜瓦瓶装入液氮） 第三步：打开氮气瓶总阀，调节减压阀至0.4MPa 。（实验室内的压力表2已经调节至0.4 MPa ，仅需打开氮气瓶总阀即可） 真空泵开关位置 氮气瓶总阀 氮气瓶减压阀 压力表1（瓶内压力） 压力表2（输 出氮气压力）

第四步：打开仪器左侧面板的开关，注意仪器是否通过自检（仪器自检通过会发出“滴滴”声）。 仪器开关位置

第五步：打开计算机的电源，运行软件PoreMaster，注意窗口的右下角显示“COM1 9600”表示压汞仪和计算机正确联机，显示“COM1 Not Connected”表示压汞仪和计算机没有联机。若压汞仪和计算机没有联机，则关闭软件重新打开，或者关闭压汞仪和软件，然后重新打开压汞仪和软件。软件和压汞仪联机后，低压仓由倾斜状态变为水平状态。若没未变水平，则可能是氮气瓶未打开或者没有氮气。 Not Connected

二、样品装载到样品管中 第一步：将样品放在电子秤上，记录样品质量。样品的体积不超过样品管泡体积的一半，占管泡体积的30%-50%比较适宜。（混凝土样品约为1.0g~1.4g左右，孔隙率大的样品需适量减少样品质量）

压汞毛管力曲线的测定

压汞毛管力曲线的测定 1、 实验目的 1.了解压汞仪的工作原理及仪器结构； 2.掌握毛管力曲线的测定方法及实验数据处理方法。 2、 实验原理 岩心的孔隙结构极其复杂，可以看作一系列相互连通的毛细管网络。汞不润湿岩石孔隙，在外加压力作用下，汞克服毛管力可进入岩石孔隙。虽压力增加，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1所示。 1-压汞曲线 2-退汞曲线 图1 典型毛管力曲线 3、 实验流程 图2 压汞仪流程图

4、 实验操作步骤 1.装岩心、抽真空：将岩心放入岩心室并关紧岩心室，关岩心室阀，开抽空阀，关真空泵放空阀；开真空泵抽空15～20分钟； 2.充泵：开岩心室阀，开补汞罚，调整汞杯高度，使汞杯液面至抽空阀的距离H与当前大气压下的汞柱高度（约760mm）相符；开隔离阀，重新调整汞杯高度，此时压差传感器输出值为28.00～35.00cm之间；关抽空阀，关真空阀，打开真空泵放空阀，关闭补汞阀； 3.进泵、退泵实验：关高压计量泵进液阀，调整计量泵，使最小量程压力表为零；按设定压力逐级进泵，稳定后记录压力及汞体积测量管中汞柱高度，直至达到实验最高设定压力； 4.结束实验：开高压计量泵进液阀，关隔离阀；开补汞阀，开抽空阀；打开岩心室，取出废岩心，关紧岩心室，清理台面汞珠。 （注意：进泵时，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；退泵时，压力降到高压表量程的1/3以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。） 5、 实验数据处理 1.计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线； 取序号为2的进汞实验的数据进行分析，即进汞高度为34.71cm；校正高度为34.74cm 由 ，得： 同理，可得表1中的数据，以及毛管力曲线如下图3所示：

压汞仪实验指导书

压汞仪实验指导书 1. 实验目的： 混凝土是由粗骨料、细骨料、水泥水化颗粒、未水化水泥颗粒、孔隙和裂纹等 不同组分组成的水泥基复合材料，是一种多孔的、在各尺度上多相的非均质复杂体系。孔结构对混凝土的渗透性和强度等宏观性能有重要影响。压汞法（mercury intrutionporosimetry ）测孔是研究水泥基复合材料孔结构参数(如孔隙率、孔径尺寸和孔径分布)的一种广泛应用的方法，成功应用于许多关于硬化水泥浆和水泥砂浆体的研究，并取得了大量的成果，促进了混凝土材料科学的进步。本实验的目的是了解压汞仪工作原理；掌握压汞仪操作；并学会分析所测孔结构数据。 2压汞仪工作原理： 通过加压使汞进入固体中，进入固体孔中的孔体积增量所需的能量等于外力所做的功，即等于处于相同热力学条件下的汞-固界面下的表面自由能。而之所以选择水银作为试验液体，是根据固体界面行为的研究结论，当接触角大于90度时，固体不会被液体润湿。同时研究得知，水银的接触角是117度，故除非提供外加压力，否则混凝土不会被水银润湿，不会发生毛细管渗透现象。因此要把水银压入毛细孔，必须对水银施加一定的压力克服毛细孔的阻力。通过试验得到一系列压力p 和得到相对应的水银浸入体积V ，提供了孔尺寸分布计算的基本数据，采用圆柱孔模型，根据压力与电容的变化关系计算孔体积及比表面积，依据华西堡方程计算孔径分布。压汞试验得到的比较直接的结果是不同孔径范围所对应的孔隙量，进一步计算得到总孔隙率、临界孔径（临界孔径对应于汞体积屈服的末端点压力。其理论基础为，材料由不同尺寸的孔隙组成，较大的孔隙之间由较小的孔隙连通，临界孔是能将较大的孔隙连通起来的各孔的最大孔级。根据临界孔径的概念，该表征参数可反映孔隙的连通性和渗透路径的曲折性）、平均孔径、最可几孔径(即出现几率最大的孔径)及孔结构参数等。 图1 毛细孔中汞受力情况 若欲使毛细孔中的汞保持一平衡位置，必须使外界所施加的总压力P 同毛细孔中水银的表面张力产生的阻力P 1相等，根据平衡条件，可得公式; 2P 2cos s r p P r ππσθ==-22cos r p r ππσθ =- 只有当施加的外力P ≥ Ps 时，水银才可进入毛细孔，从而得到施加压力和孔径之间的关系式，即Washburn 公式:

9500压汞仪操作规程

9500操作步骤 一、空管校正及空白文件建立—9500操作步骤：（对应着不同编号的膨胀 计） （一）、开机： 顺序为：开氮气——开仪器——开计算机——进入9500操作系统 （二）、选择样品管： 1、选择待用样品管。注意：样品管与密封件应成套使用！ 2、涂密封脂，封装完成后称重。 3、取出低压仓中金属棒。 4、称重后样品管放入低压仓，旋紧低压仓（不要过紧），装好测量筒。 （三）、建立样品文件： 1、点击file/open/sample information，屏幕上方为仪器提供文件名，使用该文件名即可。点击 OK，yes 。 2、进入样品信息栏后可见四个卡片栏，依次为：样品信息（sample information），分析条件 （analysis conditions），膨胀计性质（penetrometer properties），报告选项（report options）。 3、样品信息栏由上至下依次填入：样品编号，分析人，样品提供者，样品重量，填完后进入下 一个栏目。 4、分析条件栏：第一行右侧选择replace，选择相应分析条件文件进行替换即可。（一般不需要 替换）。 5、膨胀计性质栏：第一行右侧选择replace，选择括号中数字与所选膨胀计前两为数字相同的文 件，点击OK。填入膨胀计重量（封装样品后装入低压仓前的膨胀计重量）和constant值（每 根膨胀计有唯一值）。 6、报告选项栏：第一行右侧选择replace，选择相应报告文件进行替换即可。（一般不需要替换）。 （四）、开始低压分析： 1、点击unit1/low pressure analysis。 2、点击port1标志后的browse，选择刚刚建立的文件作为记录分析数据的文件。点击next检查 以后每一步所列重量数据是否正确，至start出现。 3、分析结束后屏幕左下角将显示idle，可取出样品管。取出样品管前应确认仪器面板上Hg drained灯亮。 4、充汞样品管称重，记录其重量，准备进行高压分析。

手把手教你用PoroWin分析压汞法测试数据【孔径及其分布】

手把手教你用PoroWin分析压汞法测试数据 【以孔径及其分布为例】 本教程以PoroWin软件对康塔压汞仪所测试的孔径及其分布数据进行了提取和分析，并用Origin进行了作图。本教程特点是图文并茂，解说详细，便于自学。 0 概述 ....................................................................................................................... - 1 - 1 PoroWin软件安装................................................................................................... - 1 - 2 用PoroWin提取测试数据........................................................................................ - 2 - 3 Origin数据处理与作图............................................................................................ - 5 - 0 概述 压汞法是测定部分中孔和大孔孔径分布的方法。压汞仪常在材料科学与工程中使用，用来检测多孔材料的孔径及其分布，孔隙率等指标，另外还可以测试出比表面积、真密度等参数。 压汞法的测试国家标准为《GBT 21650.1-2008 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》。 目前压汞仪的主流设备有：康塔(Quantachro me)的PoreMaster系列和麦克（Micromeritics）的AutoPore系列。 这里以Quantachro me PoreMaste-60的测试分析数据为例详述孔径分析软件PoroWin的数据处理方法。 1 PoroWin软件安装 下载安装程序后解压，找到“setup”文件夹下的安装程序开始安装，该软件貌似不需要破解，安装过程没什么技术含量，这里不再详述。