巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測定方法
1 范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測定的基本原理、測定和計算方法以及主要儀器的技術(shù)指標(biāo)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于膠結(jié)砂巖孔隙體積壓縮系數(shù)的測定，其他類型巖心可參照執(zhí)行。
2 規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款，凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 SY／T 5336-1996 巖心常規(guī)分析方法
3 術(shù)語和定義
3.1 覆蓋壓力 上部覆蓋巖石層加在下部巖石單元上的壓力叫覆蓋壓力。
3.2 孔隙壓力 地層孔隙所承受的流體壓力稱之為孔隙壓力，也叫地層壓力。
3.3 凈有效覆蓋壓力 覆蓋壓力與孔隙壓力之差叫凈有效覆蓋壓力。
3.4 巖石孔隙體積壓縮系數(shù) 改變單位壓力時，單位孔隙體積的變化值，即： ………………………………………………（1） 式中： Cp — 巖石孔隙體積壓縮系數(shù)，MPa-1； △Vp — 單位壓力變化時，孔隙體積變化值，cm3； Vp — 巖石原始孔隙體積，cm3。
4 原理及方法
4.1 氣態(tài)法 在實驗過程中，首先建立模擬壓力，保持孔隙壓力不變逐點增高覆蓋壓力，使凈有效覆蓋壓力增加，造成孔隙體積減小。根據(jù)波義爾定律，用氦孔隙計或CMS-300孔滲聯(lián)測儀測得不同凈覆蓋壓力下巖樣的孔隙體積，根據(jù)公式（1）計算巖石孔隙體積壓縮系數(shù)。
4.2 液態(tài)法 在實驗過程中，首先建立模擬壓力，保持孔隙壓力不變逐點增高覆蓋壓力，或者保持覆蓋壓力不變逐點降低孔隙壓力，使凈有效覆蓋壓力增加，造成孔隙體積減小，根據(jù)公式（1）計算巖石孔隙體積壓縮系數(shù)。
5 實驗條件
5.1 環(huán)境條件
5.1.1 環(huán)境溫度 a） 氣態(tài)發(fā)：室溫，測定期間溫度變化不超過?1℃。 b） 液態(tài)法：室溫。
5.2 實驗用介質(zhì) 5.2.1 氦氣：純度＞99.99%，氣瓶壓力不低于2.0MPa（約300psi）。
5.2.2 鹽水：按地層總礦化度配制。
5.3 儀器設(shè)備
5.3.1 巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測定儀：最高工作壓力70MPa，工作溫度室溫～200℃。
5.3.2 氦孔隙計：最高覆蓋壓力70MPa。 5.3.3 CMS-300孔滲聯(lián)測儀：最高覆蓋壓力70MPa。
6 實驗步驟
6.1 氣態(tài)法
6.1.1 實驗前準(zhǔn)備
6.1.1.1 巖心的準(zhǔn)備 a） 根據(jù)實驗要求，按SY/T5336-1996中
3.4.2條制取小圓柱樣品，要求巖樣長度約5.00cm，圓柱的兩端面平行且垂直于其軸線。 b） 巖樣的清洗按SY/T5336-1996中3.5條執(zhí)行。 c） 按SY/T5336-1996中3.6條將巖樣烘干后，將巖樣放入干燥器中冷卻待測。
6.1.1.2 壓力的確定 6.1.1.2.1 有地層壓力資料時，用地層壓力作為孔隙壓力。
6.1.1.2.2 一般采用巖心所在地層的深度與壓力梯度的乘積作為最高覆蓋壓力。
6.1.1.3 儀器校正
6.1.1.3.1 氦孔計按SY/T5336-1996中的4.1.2.1.3條進(jìn)行儀器校正，分別得到儀器固體體積和孔隙體積測定系統(tǒng)的空白體積值VD和V0。
6.1.1.3.2 CMS-300孔滲聯(lián)測儀按儀器操作手冊的要求，運行儀器校正程序進(jìn)行氦漏測試。
6.1.2 測定步驟
6.1.2.1 標(biāo)樣測定
6.1.2.1.1 氦孔計按SY/T5336-1996中的4.1.2.1條和4.1.3.1條，測定標(biāo)樣的固體體積和孔隙體積。 根據(jù)公式（2）計算出各標(biāo)樣的孔隙度。 …………………………………………………………（2）
6.1.2.1.2 CMS-300孔滲聯(lián)測儀進(jìn)行標(biāo)樣測定時，直接將標(biāo)樣放入樣品轉(zhuǎn)盤中，運行儀器測定樣品程序，即可得到標(biāo)樣的孔隙體積和孔隙度。
6.1.2.1.3 如果2～3個標(biāo)樣的測定值與對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值之差都在?0.5%以內(nèi)，認(rèn)為儀器校正可靠，可以進(jìn)行巖樣孔隙體積壓縮系數(shù)的測定。
6.1.2.2 巖樣孔隙體積的測定
6.1.2.2.1 氦孔計測定不同覆蓋壓力下巖樣的孔隙體積 a） 稱待測巖樣的質(zhì)量，按SY/T5336-1996中的4.1.2條，測定巖樣的固體體積和固體密度，并將結(jié)果填入附錄A的表A.1中。 b） 將測完固體體積和固體密度的巖樣從巖心杯中取出，并用熱縮性塑料管封包。要求封包時，一定要將塑料與巖樣接觸處的空氣全部除盡。巖心上如有洞或缺角，一定要用熱熔性塑料或其它不污染巖樣的物質(zhì)充填。 c） 將封包好的巖樣裝入巖心夾持器中，按SY/T5336-1996中的4.1.3條，得到巖樣的原始孔隙體積后，再按設(shè)定的模擬壓力逐點升高巖樣的覆蓋壓力，得到巖樣在不同覆蓋壓力下的孔隙體積，并將結(jié)果填入附錄A的表A.1中。
6.1.2.2.2 CMS-300孔滲聯(lián)測儀測定不同覆蓋壓力下巖樣的孔隙體積 a） 稱取待測巖樣的質(zhì)量后，將巖樣放入儀器樣品轉(zhuǎn)盤中。 b） 打開儀器測定樣品程序，按菜單提示，輸入巖樣號和相關(guān)的參數(shù)值，并按設(shè)計的模擬壓力設(shè)定巖樣的覆蓋壓力點。 c） 運行儀器測定樣品程序，得到巖樣在不同覆蓋壓力下的孔隙體積，并將結(jié)果填入附錄A的表A.1中。
1. 內(nèi)壓截斷閥；
2. 內(nèi)壓顯示；
3. 體積計量泵；
4. 內(nèi)壓引入閥；
5. 外壓截斷閥；
6. 真空截斷閥；
7. 外壓顯示
8. 溫度顯示；
9. 放空閥；
10. 巖心夾持器。
6.2 液態(tài)法
6.2.1 實驗前的準(zhǔn)備 巖心的準(zhǔn)備、模擬壓力的確定與氣態(tài)法相同。實驗用鹽水按地層水總礦化度配制。
6.2.2 測定步驟
6.2.2.1 巖心室空白體積測定 a） 將鋁質(zhì)巖心放入巖心夾持器中，加1.38MPa（200psi）外壓。 b） 將孔隙體積泵吸滿液體，退回到零位后，關(guān)閉內(nèi)壓截斷閥，加孔隙壓力至0.68948MPa（100psi），記錄下泵值V0。 c） 將內(nèi)壓系統(tǒng)抽真空至少2h。 d） 關(guān)閉真空截斷閥，打開內(nèi)壓引入閥，使液體充入巖心室。 e） 為了補充液體進(jìn)入巖心室引起的壓力降，旋進(jìn)體積泵，增加內(nèi)壓至0.68948MPa（100psi）。 f） 重復(fù)步驟e），直到5min內(nèi)壓力變化小于0.0068948MPa（1psi），記錄下泵值V1。 g） 根據(jù)公式（3）計算巖心室空白體積值VD： …………………………………………………………………（3） h） 測定完后，取出鋁質(zhì)巖心，清洗管線。
6.2.2.2 巖樣孔隙體積測定
6.2.2.2.1 保持內(nèi)壓升高外壓法 a） 將待測巖樣放入巖心夾持器中，加1.38MPa（200psi）外壓。 b） 給巖樣及內(nèi)壓系統(tǒng)抽真空至少4h以上，同時用另一臺泵對鹽水脫氣。 c） 打開儀器操作程序，輸入待測樣品號、各參數(shù)值和待測樣品數(shù)據(jù)保存路徑及文件名。 d） 輸入空白體積，設(shè)置壓力穩(wěn)定準(zhǔn)則（壓力范圍、時間）。 e） 將孔隙體積泵吸滿鹽水后，加壓至0.68948MPa（100psi），記錄下泵值V0。 f） 抽真空結(jié)束后，打開內(nèi)壓引入閥，使鹽水填充到巖樣的孔隙中。 g） 旋進(jìn)體積泵，使內(nèi)壓增加至0.68948MPa（100psi），補充因鹽水?dāng)U散而引起的壓力降。 h） 重復(fù)步驟g）至孔隙壓力穩(wěn)定，存入第一測定點各參數(shù)值，格式參見附錄A中表A.2。 i） 按實驗要求逐點增加覆蓋壓力，重復(fù)步驟g）、h），測定各覆蓋壓力點的孔隙體積。 j） 全部測定完成后，釋放系統(tǒng)壓力，取出巖樣，清洗管線，恢復(fù)儀器初始狀態(tài)。
6.2.2.2.2 保持外壓降低內(nèi)壓法 a） 巖樣的安裝和對巖樣及內(nèi)壓系統(tǒng)抽真空與
6.2.2.2.1中的a）、b）相同。 b） 用鹽水飽和巖樣至少12h。 c） 打開儀器應(yīng)用程序，輸入待測樣品號、各參數(shù)值和待測樣品數(shù)據(jù)保存路徑及文件名。 d） 在外壓始終高于內(nèi)壓1.38MPa的前提下，內(nèi)、外連續(xù)加壓，一直加到實驗要求的最高實驗壓力為止。 e） 在主菜單中輸入空白體積，設(shè)置壓力穩(wěn)定準(zhǔn)則（壓力范圍、時間）。 f） 按退出方向旋轉(zhuǎn)體積泵，使內(nèi)壓下降到設(shè)計壓力。當(dāng)孔隙壓力穩(wěn)定后，存入第一測定點各參數(shù)值，格式參見附錄A中表A.2。 g） 按設(shè)計要求，逐點降低孔隙壓力，重復(fù)步驟f），測定各覆蓋壓力點的孔隙體積。直到內(nèi)壓降到0.68948MPa（100psi）時，結(jié)束實驗。 h） 全部測定完成后，釋放系統(tǒng)壓力，取出巖樣，清洗管線，恢復(fù)儀器初始狀態(tài)。
7 巖石孔隙體積壓縮系數(shù)的計算
7.1 在巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測定原始數(shù)據(jù)表中，選擇凈有效覆蓋壓力為X軸，孔隙體積為Y軸進(jìn)行曲線擬合。根據(jù)擬合情況，選擇相關(guān)性最好的曲線方程為擬合方程。
7.2 用選定的擬合方程計算出各有效覆蓋壓力下的孔隙體積和dVp/dp。 7
.3 根據(jù)公式（1）計算出有效凈覆蓋壓力下的巖石孔隙體積壓縮系數(shù)。
7.4 單軸向測定的巖石孔隙體積壓縮系數(shù)應(yīng)進(jìn)行三軸向校正；反之，三軸向測定的巖石孔隙體積壓縮系數(shù)也應(yīng)進(jìn)行單軸向校正。
8 數(shù)據(jù)修約
8.1 巖樣長度值修約到3位小數(shù)，cm。
8.2 巖樣直徑值修約到3位小數(shù)，cm。
8.3 巖樣面積值修約到3位小數(shù)，cm2。
8.4 巖樣體積值修約到3位小數(shù)，cm3。
8.5 巖樣孔隙度值修約到1位小數(shù)，％。
8.6 巖樣孔隙體積壓縮系數(shù)值修約到3位小數(shù)，10-4MPa-1。
9 報告內(nèi)容及格式
9.1 報告內(nèi)容應(yīng)該包括報告封面、報告首頁、報告文字內(nèi)容、數(shù)據(jù)表格和圖。
9.2 報告封面格式見附錄B（資料性附錄）。
9.3 報告首頁格式見附錄B（資料性附錄）。
9.4 報告的文字內(nèi)容
9.4.1 巖樣數(shù)量及其基本情況。
9.4.2 實驗所用鹽水的性質(zhì)。
9.4.3 實驗所用儀器和實驗過程。
9.4.4 在測定過程中遇到的異常情況，有助于資料解釋和說明。
9.4.5 實驗結(jié)果的總結(jié)。
9.5 巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測定報告格式見附錄C（資料性附錄）
