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巖心氣體滲透率檢測

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發(fā)布時間：2025-08-18 07:15:39 更新時間：2025-08-17 07:15:39

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

巖心氣體滲透率檢測：原理、儀器、方法與標準解析

巖心氣體滲透率檢測是油氣田開發(fā)、儲層評價和地質研究中至關重要的實驗手段之一，主要用于評估巖石孔隙結構對氣體流動的阻礙能力，是判斷儲層產(chǎn)能潛力和制定合理開發(fā)方案的關鍵依據(jù)。在實際應用中，巖心氣體滲透率不僅反映巖石的物理性質，還直接關系到天然氣的采收率、開發(fā)方式選擇以及經(jīng)濟可行性評估。隨著油氣勘探向深部、非常規(guī)儲層不斷拓展，對滲透率檢測的精度和可靠性提出了更高要求。因此，系統(tǒng)掌握巖心氣體滲透率檢測的技術流程——包括檢測項目設定、檢測儀器選型、檢測方法選擇及遵循的標準規(guī)范——成為科研人員和工程技術人員的必備技能。本篇文章將圍繞巖心氣體滲透率檢測的全過程展開詳細闡述，涵蓋其核心檢測項目、常用檢測儀器的類型與工作原理、主流檢測方法的實施流程，以及國內外主要技術標準的對比分析，為相關領域的研究與實踐提供理論支持與操作參考。

巖心氣體滲透率檢測項目

巖心氣體滲透率檢測的主要項目包括：原始滲透率測定、氣體滑脫效應修正、不同壓力下的滲透率變化、溫度影響測試以及多相流條件下的滲透率評估等。其中，原始滲透率測定是最基礎的項目，用于獲取巖石在特定條件下的氣體通過能力；氣體滑脫效應修正則針對低滲透儲層中氣體分子在孔隙壁面發(fā)生滑移的現(xiàn)象進行校正，以提高測量準確性；而壓力與溫度影響測試則有助于模擬地層真實環(huán)境，評估儲層在不同開發(fā)階段的動態(tài)滲透性能。

巖心氣體滲透率檢測儀器

目前主流的巖心氣體滲透率檢測儀器主要分為靜態(tài)法和動態(tài)法兩類。靜態(tài)法儀器如“恒壓降法滲透儀”，通過在巖心兩端施加恒定壓力差，測量穩(wěn)態(tài)流速，計算滲透率，適用于低滲透至中等滲透巖心。動態(tài)法儀器，如“脈沖衰減法滲透儀”和“瞬態(tài)壓力法滲透儀”，通過向巖心注入脈沖氣體，記錄壓力衰減曲線，利用數(shù)值模型反演滲透率，具有響應快、精度高、適用范圍廣的優(yōu)點，尤其適合非常規(guī)致密儲層（如頁巖、致密砂巖）的檢測。此外，現(xiàn)代智能滲透率測試系統(tǒng)通常集成溫控、壓力控制、數(shù)據(jù)采集與自動分析模塊，支持多組分氣體（如氮氣、氦氣、天然氣）測試，顯著提升了檢測效率與可靠性。

巖心氣體滲透率檢測方法

常用的檢測方法主要有以下幾種：

恒壓法（穩(wěn)態(tài)法）：在巖心兩端施加恒定壓力差，待流量穩(wěn)定后，根據(jù)達西定律計算滲透率。該方法原理簡單、結果直觀，但耗時較長，適用于滲透率較高的巖心樣品。
脈沖衰減法（瞬態(tài)法）：向巖心一端注入短時脈沖氣體，通過監(jiān)測另一端壓力隨時間的變化，利用壓力衰減曲線擬合計算滲透率。該方法測試周期短，對低滲透巖心敏感性強，是目前最廣泛采用的方法之一。
氣體滑脫修正法：針對低滲透巖心，采用克努森修正模型對測量結果進行滑脫效應修正，以消除氣體分子在微孔隙中的滑移影響，提高低滲透條件下滲透率的準確性。

檢測過程中需嚴格控制巖心飽和狀態(tài)、圍壓、溫度、氣體類型及流速等參數(shù)，確保測試條件與地層原始狀態(tài)接近。

巖心氣體滲透率檢測標準

巖心氣體滲透率檢測需遵循一系列國際與國家標準，以確保數(shù)據(jù)的可比性與可靠性。主要標準包括：

ISO 15871:2012：《石油和天然氣工業(yè)—巖石滲透率測定—氣體法》，規(guī)定了使用氣體（如氮氣、氦氣）測定巖心滲透率的技術要求與試驗流程，涵蓋儀器校準、樣品準備、測試條件及數(shù)據(jù)處理方法。
API RP 40：美國石油學會推薦實踐，對巖心滲透率測試的標準化操作流程進行了詳細說明，特別強調了滑脫效應校正和多氣體測試的應用。
GB/T 26944.3-2011（中國國家標準）：《巖石滲透率的測定第3部分：氣體滲透率測定方法》，適用于我國陸上油氣田巖心分析，規(guī)定了測試設備、測試流程、數(shù)據(jù)處理及不確定度評估要求。
ASTM D5778：美國材料與試驗協(xié)會標準，針對致密巖心氣體滲透率測定提供技術指導，廣泛應用于頁巖氣和致密油儲層評價。

上述標準在測試條件設定、儀器精度要求、數(shù)據(jù)報告格式等方面均有明確規(guī)定，是檢測機構進行質量控制與實驗室認證的重要依據(jù)。