天然气扩散系数测试装置的研制.pdf

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1、石油仪器2014年第28卷第3期PETRoLEUMINSTRUMENlS·19··开发设计·天然气扩散系数测试装置的研制银占华赵希春刘振东(1．山东中石大胜华化工集团山东东营)(2．山东中石大石仪科技有限公司山东东营)摘要：文章介绍了天然气扩散系数的测试，详细阐述了该仪器的测试原理、方法及硬件设计、软件设计等。试验结果表明，该仪器重复性好，操作简便、安全，能快速、准确地测量扩散系数，且结构简单、测量成本低。关键词：天然气；扩散系数；气室中图法分类号：TE372文献标识码：B文章编号：1004-9134(2013

2、)03-0019·03散系数。由上式积分整理得：0引言~nC'o-孚C"o．。：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，另一端充入氮气，在恒温、恒压条件下，各组分气体的其中：；吾(击+击)式中：C'o、C，0为上面浓溶液和下面稀溶液的初浓度随时间而变化，通过测试在不同时间两扩散室中始浓度；C、C为时刻上面浓溶液和下面稀溶液的各组分气体的浓度，可求得烃类气体在岩样中的扩散浓度；、V”为浓溶液和稀溶液的体积。系数。有效扩散系数表示天然气分子通过岩石中的孔隙天然气扩散系数测

3、试装置主要应用于石油勘探开介质和岩石骨架的扩散总和。发研究中，可对甲烷、乙烷等烃类气体在岩心中的扩散规律作相关的评价。2主要技术参数1实验原理岩心直径：q,25mm；适用岩心长度：0～1001Tim；溶质分子通过片中的小孔从溶液扩散到溶剂中，岩心最高温度：室温～150℃；孔片的孔径很小，原理示意图如l所示最高环压：70MPa；最高流压：42MPa；压力测试精度：0．25％FS(工作压力>1MPa)；0．1ooFS(工作压力<1MPa)。3仪器基本结构与组成由岩心夹持器、增压器、围压泵、真空泵、控制’周I测定原理

4、示意图柜、数据处理系统等组成。流程图如图2所示。r。1)岩心夹持器若孔片的有效面积为A，浓度差为C，小孔平均夹持器是用来夹持岩心并模拟地层上覆压力(试长度为h，则由费克定律可以得到扩散系数：验中的环压)的，本装置提供25mm×100mlTl夹持D=器。主要由夹持器体、端盖、密封端盖、调节堵头、这种方法可以推广到测定气体通过岩石的扩散系调节螺套、护罩、护罩挡盘、胶筒、垫块和接头等组数。假定岩心长度为z(而不是孔径长度)，面积为成。该夹持器设有快速拆卸装置，装卸岩心操作简单(而不是有效面积)，则求得的扩散系数D应是

5、有效扩方便。围压最高工作压力为70MPa。第一作者简介：银占华，男，1978年生，助理工程师，2002年毕业于石油大学(华东)应用物理系，现从事产品研发与推广工作。邮编：257061