稳态法渗透率测试原理图_稳态法渗透率测试原理

CMS-300覆压孔渗测试仪有几种配置？主要的技术参数？

工作原理：

常规的渗透率仪是以稳态法为基础，即气流服从达西定律。当气体的压力沿样品长度的分布呈稳定态时，样品沿长各点的气体压力只随位移变化而不随时间变化；稳态法渗透率仪只能用于中高渗透率样品；稳态法渗透率仪测量的特点是在样品的进口施加一定的压力，待进出口压力维持不变时，再按照达西公式计算其渗透率；这种方法不适合测量不服从达西定律的低渗透样品，而且，即便对中高渗透率样品，当其渗透性越低，压力稳定所需的时间就越长，所以测量速度慢；

CMS-300是达西-克氏-费氏综合计算模型为基础。它不仅适合中高渗透率样品，而且特别适合不服从达西定律的低渗透样品。CMS－300在样品进口端处有一个充满一定压力的气体容器，测量开始时，将该容器与样品进口接通，然后测量压力随时间的变化。这时，气体压力沿样品长度的分布既随位置变化，也随时间变化。根据储气容器压力随时间的变化和有关参数，即可计算样品的渗透率，无需压力稳定。它适合测量各种范围的渗透率，特别是低渗透样品。而且测量速度较快。CMS-300以波义尔定律，并结合先进的标定技术，测试岩芯孔隙度。对渗透率和孔隙度的测量，都可以在施加围压的条件下进行。

主要技术指标及参数：

型号版本：300型4.50版

自动化程度：计算机自动控制

岩样直径：1” /1.5"

岩样长度：3/4” – 3 1/8”

工作介质：氦气和氮气

孔隙度测量范围：0.01% - 40%

渗透率测量范围：0.00005mD - 15D

围压范围：500 - 9,800 psig

压力传感器测量范围： 0 - 10,000psig，

压力传感器精度 0.1% F.S.

装岩样数：1”直径岩样18个

主机与计算机通讯：2.0高速USB

界面：图形化界面 – 流程、在线帮助和故障诊断及维护

数字式游标卡尺自动测量录入岩心尺寸

配置直驱真空泵一台

配置不锈钢标定件一套

数据采集系统包括计算机、视窗XP专业版操作系统、1GB内存、120GB硬盘、带CD-ROM、

17寸液晶显示器、点阵行式和喷墨彩色打印机。

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稳态法指的是什么？为什么中间产物越活泼，用稳态法处理的效果越好

稳态法就是当待测试样上温度分布达到稳定后,通过测量试样内的温度分布和穿过试样的热流来测出导热系数.最简单的就是将固体试样制成一块厚度均匀的平板,放在一个绝热的装置里,从试样一侧加热,在另一侧散热,试样四周严格绝热保温.用一个补偿加热器维持装置内的温度稳定.试样应该较大,以便能适用一维导热假设.稳态导热的基本公式为：

Q = A * k * dT/dx （1）

其中Q为试样导热速率（W）；A为试样正面面积（m2)； k为要测定的导热系数(W/m.K)；dT为沿着试样厚度方向两个热电偶之间的温差（C）；dx为沿着偶读方向两个热电偶之间的距离(m).dT/dx称为温度梯度.这样,待测试样的导热系数为：

k = (Q / A) / (dT/dx) （2）

稳态法通常要求试样质地均匀、干燥（含湿会影响测定精度）、平直、表面光滑.如果采用电加热,Q就是指电加热装置的瓦数（W）.但是,用于散热补偿的另一个小加热功率不应算在Q内,因为这一部分热流并未穿过试样正面传导到另一侧.

岩石渗透率的实验室测定

岩石渗透率的实验室测定方法都是基于达西定律，所以尽管采用各种不同的仪器设备，原理都是一致的。只要测出岩心样品两端的压力差和通过样品的流量，便可以依据所用流体的黏度，利用相应的达西公式计算出渗透率。

测试的样品有常规小岩心和全直径岩心两种。对于非均质储层，采用全直径岩心进行测定，结果更具代表性。测定时，如采用Hassler型岩心夹持器（图1－11），可分别测出同一岩样的水平方向和垂直方向的渗透率。

图1－11 Hassler型岩心夹持器的结构示意图

准稳态法和稳态法相同点

先说基本原理： （1） 稳态法热导率测量原理是在被测试样所关心的热导率方向上形成一个稳定的温度差，然后测量这两个温度点之间的距离、温度差和热流密度，最终计算出这此平均温度（两个温度值取平均）下的等效热导率。稳态法主要包括保护热板法和热流计法。 （2） 动态热导率测量原理是在被测试样整体达到温度均匀和恒定后，在试样加载一个微小的温度扰动，通过检测此温度扰动波形，可以直接计算出被测试样在此恒定温度下的热导率。动态法主要包括热线法、热带法、热盘法和激光脉冲法也算动态法。 由此可见，原理上的不同点是：稳态法时试样内有稳定的一维热流场，所以稳态法测量的热导率具有明显的方向性，热导率方向与热流方向相同。而动态法则是则没有方向性，测量的是整个试样整体的平均热导率，所以动态法适合测量均质材料。当然，激光脉冲法是个特例，只能测量方向向性热扩散率，然后根据密度和比热容算出测试方向上的热导率。 测试方法： （1）稳态法测试方法核心就是要实现稳态法测试原理模型的各种边界条件。尽管稳态法热导率测量计算公式简单，但边界条件的实现要达到很高的要求，比如绝热边界条件的实现等，所以稳态法测试设备比较庞大，不太适合小尺寸试样测试。 （2）动态法则相反，测试模型对边界条件没有太多的要求，只要试样尺寸足够大，试样测试前的温度恒定就可以，所以动态法热导率测试设备一般都相对比较简单。但动态法的测试数据方法一般都比较复杂，甚至要进行复杂的数学公式进行各种修正。