SYT 6129-1995岩石中烃类气体扩散系数测定.pdf

SY中华人民共和国石油天然气行业标准SY/ T石中烃类气体扩散系数测定1995-12-25 发布1996-06-30实施中国石油天然气总公司发布 前言岩石中烃类气体的扩散对天然气藏的破坏与保存起着极其重要的作用。准确地测定烃类气体在岩石中的扩散系数，有助于正确地估算在历史地质过程中天然气藏的逸散气量及评价盖层的封盖能力。本标准由石油地质勘探专业标准化委员会提出并归口。本标准负责起草单位：石油勘探开发科学研究院廊坊分院本标准参加起草单位：地质矿产部石油地质中心实验室。本标准主要起草人万玉金陈伟钧郎馥 中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6129—1995岩石中烃类气体扩散系数测定1范围本标准规定了烃类气体在岩石中的扩散系数的测定方法。本标准适用于测定甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等单组分气体及天然气在泥岩、页岩、灰岩和砂岩等岩石中的扩散系数。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文，本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准必威体育精装版版本的可能性。GB10410.2--89天然气常量组分气相色谱分析法SY533688常规岩心分析推荐作法3原理根据气体在浓度梯度下通过岩样自由扩散的原理，在岩样两端的扩散室中，一端充人烃类气体，另一端充人氮气，在恒温、恒压条件下，各组分气体的浓度随时间而变化。通过测试在不同时间两扩散室中各组分气体的浓度，可求得烃类气体在岩样中的扩散系数。4试验装置、材料及试剂4.1试验装置4.1.1.岩石中烃类气体扩散系数测定装置：装置示意图见图1，包括a）岩心夹持器：两个堵头上分别有一容积为20～40cm²的空腔，直接开口于岩样，称为扩散室；b）恒温箱：150℃±0.5℃；c）压力表：1.0MPa，精度为0.4级；d）差压传感器：20kPa，精度为0.01kPa。4.1.2气相色谱仪。4.1.3高压计量泵：公称压力大于10MPa。4.1.4.真空泵：真空度小于6×10-Pal。4.2材料及试剂材料及试剂包括a）甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷：纯度大于99.9%；b）天然气；c）氮气：纯度大于98.0%；d）环氧树脂：耐高温150~200℃；e)氯化钠：分析纯：f)无水氯化钙；分析纯；g）六水氯化镁：分析纯中国石油天然气总公司1995-12-25批准1996-06-30实施 SY/ T 6129--19955岩样准备5.1干样的制备岩样制备、洗油、烘干按SY5336一88中4.3.2，4.5，4.6执行。岩样按垂直渗透率分析要求钻取，长度为0.5～2.5cm。遇水易分散、难于钻取的泥质岩样等，可手工制成小直径的柱状或方形岩样，然后用环氧树脂胶结在金属套筒内，在室温条件下老化12h以上。接气相色谱仪3接高压计量泵68X2X接烃类气体接氮气接真空泵图1岩石中烃类气体扩散系数测定装置示意图1，3--取样阀；2-岩心夹持器；4一恒温箱；5、7、8、9，12、13-截止阀；6-差压传感器；10，11-压力表；14、15三通阀5.2饱和水岩样的制备按SY5336--88中6.1.2要求将制备好的干样饱和模拟地层水。模拟地层水应根据地层水资料配制、没有地层水资料时可用标准盐水（每升水中含70g氯化钠、6g无水氯化钙和4g六水氯化镁）代替。试验步骤66.1将岩样装人岩心夹持器，加围压至3MPa以上。6.2根据地层温度设定恒温箱试验温度，恒温2~2.5h。6.3测定干样中烃类气体的扩散系数时，接通真空泵抽空岩心夹持器及相应管线1～1.5h；测定饱和水岩样时不抽空。6.4向两扩散室内分别通入氮气和烃类气体，并使两扩散室压力同步上升至0.1MPa，当压力差小于0.1kPa时，断开气源。6.5测定干样中烃类气体的扩散系数时，间隔0.5～6h取气样一次；测定饱和水岩样时，间隔2~12h取气样--次，取样分析按GB10410.2进行。 SY/T 6129—19956.6每个岩样试验至少12h，且每端至少取5个气样。将恒温箱的温度降至室温，放掉两扩散室内的气体，结束试验。6.7)7数据整理按GB10410.2计算两扩散室中各组分气体的浓度。7.17.2根据费克第二定律计算岩样中烃类气体的扩散系数In(AC,/ AC,)D:(1)E(t,-t,)其中:AC,=C-C,E= A(1 / V,+ 1/ V,)/ L由（1）式变形得：In(AC,/AC,)=DEt,-DEt,ln(AC/AC)与t;呈线性关系，应用最小二乘法拟合，得斜率S，根据S可求得岩样中烃类气体的扩散系数：D=S/E(2)D--烃类气体在岩样中的扩散系数，cm·s;式中：初始时刻烃类气体在两扩散室中的浓度差，%；ACo-AC7时刻烃类气体在两扩散室中的浓度差，%；时刻，s;t;初始时刻，s;to