[發(fā)明專利]一種同時(shí)測(cè)量多孔介質(zhì)滲透率和孔隙率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011348601.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112557276B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王沫然;王玥;田志國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 劉凱強(qiáng);張奎燕

1.一種同時(shí)測(cè)量多孔介質(zhì)滲透率和孔隙率的方法，所述方法包括以下步驟：

1)將多孔介質(zhì)樣品放置在樣品腔中，通過(guò)管路將樣品腔的兩端與上下游氣體腔分別相連，使得所述多孔介質(zhì)樣品的上表面與上游氣體腔連通，下表面和下游氣體腔連通，密封所述多孔介質(zhì)樣品的側(cè)面；

2)向所述上游氣體腔和所述下游氣體腔充入相同的工作氣體，打開(kāi)兩氣體腔與所述樣品腔之間的閥門，靜置直至兩氣體腔與所述樣品腔壓力相等，即初始平衡壓力；

3)關(guān)閉所述下游氣體腔與所述樣品腔之間的閥門，將所述下游氣體腔內(nèi)壓力降低，降低后維持壓力不變，即下游初始?jí)毫₀；打開(kāi)所述下游氣體腔與所述樣品腔之間的閥門，上游氣體在壓差驅(qū)動(dòng)下穿過(guò)所述樣品腔流入所述下游氣體腔，記錄所述上游氣體腔內(nèi)壓力值隨時(shí)間的變化情況P(t)；

或者，關(guān)閉所述上游氣體腔與所述樣品腔之間的閥門，將所述上游氣體腔內(nèi)的壓力升高，升高后維持壓力不變，即上游初始?jí)毫₀；打開(kāi)所述上游氣體腔與所述樣品腔之間的閥門，上游氣體在壓差驅(qū)動(dòng)下穿過(guò)所述樣品腔流入所述下游氣體腔，記錄下游氣體腔壓力隨時(shí)間變化情況P(t)；

5)利用所述上游氣體腔和所述下游氣體腔內(nèi)的壓差值隨時(shí)間的變化情況，即|P(t)-P₀|，進(jìn)行滲透率和孔隙率的測(cè)量；

6)計(jì)算|P(t)-P₀|的值，并通過(guò)擬合得到ln[|P(t)-P₀|]對(duì)時(shí)間的斜率α和截距f；

滲透率根據(jù)下式(1)進(jìn)行計(jì)算：

孔隙率根據(jù)下式(2)或式(3)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)降低下游氣體腔壓力時(shí)選擇式(2)，當(dāng)提高上游氣體腔壓力時(shí)，選擇公式(3)：

式中，k—多孔介質(zhì)的滲透率，D；A—樣品橫截面積，cm²；φ—樣品孔隙度；L—多孔介質(zhì)樣品的長(zhǎng)度，cm；V_u—上游氣體腔體積，V_d—下游氣體腔體積，cm³；P(t)—上游氣體腔或下游氣體腔在t時(shí)刻的壓力值，MPa；μ—?dú)怏w粘度，mPa·s；β—?dú)怏w壓縮性，Pa^-1；

將所述f帶入式(4)a＝3091.7f⁴-684.46f³+76.014f²+4.5344f............(4)計(jì)算得到參數(shù)a；

將所述f帶入式(5)b＝(4.123f²+0.4846f+3.484×10^-4)/(f+0.01263)……(5)計(jì)算得到參數(shù)b。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)測(cè)量多孔介質(zhì)滲透率和孔隙率的方法，其中，所述工作氣體選氮?dú)狻⒍趸肌⒑夂蜌鍤庵械娜我庖环N或更多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)測(cè)量多孔介質(zhì)滲透率和孔隙率的方法，其中，所述多孔介質(zhì)選自巖芯、多孔陶瓷、泡沫金屬和高分子材料中的任意一種或更多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的同時(shí)測(cè)量多孔介質(zhì)滲透率和孔隙率的方法，其中，步驟(1)中所述樣品腔、所述上游氣體腔和所述下游氣體腔的溫度相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的同時(shí)測(cè)量多孔介質(zhì)滲透率和孔隙率的方法，其中，步驟(3)中所述升高或降低后維持壓力不變?yōu)槭褂米⑸浔米詣?dòng)調(diào)節(jié)所述上游氣體腔或所述下游氣體腔內(nèi)壓力。