SYT 6129-1995 岩石中烃类气体扩散系数测定.pdf

中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T61291995
岩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癒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
本标硅由石油地质勘探专业标准化委员会提出并归口
卞标准负责起草单位:石油劫探开发科学研究院廊坊分院
本标准参加起草単位: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钓郎馥
中华人民共和国石油天然气行业标准
sY/T61291995
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
本标准适用于測定甲烷、乙烷、内烷、丁烷和成烷等単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最新版本的可能性。
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。通过测试在不洞时间两扩
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
4.11,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20~40cm的空腔,直接开口于岩样、称为扩散
b)恒温箱:150Cは0.5C
c)压力表:1.0MPa,精度为0.4级
d)差压传感器:20kPt,精度为0.01kP2a
4.1.2气相色谱仪
4.1.3高压计量泵:公称压力大于10MPas
4.1.4真空泵:真空度小于6X10~Pae
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:纯度人于99%;
b)天然气
c)氮气:纯度大于98.0%
d1)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
996-06-30实施
SY/T6129-1995
5岩样准备
,1干样的制备
岩样制备、洗油、烘干按SYs33688中4.3,2,4.5、4.6执行。岩样按垂直渗透率分析要求锆
取、长度为0.5~2.5cm。遇水易分散、难于钴取的泥质岩样等,可手工制成小直径的柱状或方形若
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
接高压计量泵
接烃类气体
接真空泵
接氮气
图1岩石中烃类气体扩散系数测定装置示意图
、3-取样网:2一岩心夹持器、4-恒温箱、7、8、9,12,13一截止网
6“一差压传感器、10,11玉表14、15三通阅
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資料配
制、没有地层水资料时可拜标准盐水(每升水中含70g氯化钠、6g元水氯化钙和4g六水氯化镁)代
6试验步骤
6.1将岩样装入岩心夹持器、加围压至3MPa以上。
6.2根据地层温度设定怛温箱试验温度,恒温2~2.5hs
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;测定饱相
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.1MPa,当压力差小于
0.1kPat时,断开气源
6.5測定千样中烃类气体的扩散系数时、间隔0.5~6h取气样一次;測定饱和水岩样时?间2
L2h取气样一次,取样分析按GB10410.2进行
A PAP
SY/T6129-1995
6.6每个岩样试验至少12h,且每端至少取5个气样
6.7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。
7数据整理
7.1按GB10410.2计算两扩散室中各组分气体的浓度。
7.2根据费克第二定律计算岩样中烃类气体的扩散系数
ln(△C。/AC
E(110)
其中:AC=C,-C
E=A(I/7,+1/V,)/L
由(1)式变形得
la(△C。/△C,)=DE,-DE
In(C',/AC)与4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
式中:D烃类气体在岩样中的扩散系数,cm2'·s:
△C初始时刻烃类气体在两扩散室中的浓度差9%
△C:时刻烃类气体在兩扩散室中的浓度差
t;时刻,
0初始时刻,s
C1。时刻烃类气体在烃扩散室中的浓度,9
C:づ时刻烃类气体在氮扩散室中的浓度
A岩样的截面积、c::
L岩样的长度、cm
y3分别为烃扩散室和氮扩散室的容积c
E-一中间变量,cn-2:
S斜率,s
8精密度
岩样中烃类气体扩散系数重复測试数据的相对误差应小于15
报告
測试结果取三位有效数字、报告内容及格式见表