[发明专利]一种同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法

权利要求书

1.一种同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法，所述方法包括以下步骤：

1)将多孔介质样品放置在样品腔中，通过管路将样品腔的两端与上下游气体腔分别相连，使得所述多孔介质样品的上表面与上游气体腔连通，下表面和下游气体腔连通，密封所述多孔介质样品的侧面；

2)向所述上游气体腔和所述下游气体腔充入相同的工作气体，打开两气体腔与所述样品腔之间的阀门，静置直至两气体腔与所述样品腔压力相等，即初始平衡压力；

3)关闭所述下游气体腔与所述样品腔之间的阀门，将所述下游气体腔内压力降低，降低后维持压力不变，即下游初始压力P₀；打开所述下游气体腔与所述样品腔之间的阀门，上游气体在压差驱动下穿过所述样品腔流入所述下游气体腔，记录所述上游气体腔内压力值随时间的变化情况P(t)；

或者，关闭所述上游气体腔与所述样品腔之间的阀门，将所述上游气体腔内的压力升高，升高后维持压力不变，即上游初始压力P₀；打开所述上游气体腔与所述样品腔之间的阀门，上游气体在压差驱动下穿过所述样品腔流入所述下游气体腔，记录下游气体腔压力随时间变化情况P(t)；

5)利用所述上游气体腔和所述下游气体腔内的压差值随时间的变化情况，即|P(t)-P₀|，进行渗透率和孔隙率的测量；

6)计算|P(t)-P₀|的值，并通过拟合得到ln[|P(t)-P₀|]对时间的斜率α和截距f；

渗透率根据下式(1)进行计算：

孔隙率根据下式(2)或式(3)进行计算，当降低下游气体腔压力时选择式(2)，当提高上游气体腔压力时，选择公式(3)：

式中，k—多孔介质的渗透率，D；A—样品横截面积，cm²；φ—样品孔隙度；L—多孔介质样品的长度，cm；V_u—上游气体腔体积，V_d—下游气体腔体积，cm³；P(t)—上游气体腔或下游气体腔在t时刻的压力值，MPa；μ—气体粘度，mPa·s；β—气体压缩性，Pa^-1；

将所述f带入式(4)a＝3091.7f⁴-684.46f³+76.014f²+4.5344f............(4)计算得到参数a；

将所述f带入式(5)b＝(4.123f²+0.4846f+3.484×10^-4)/(f+0.01263)……(5)计算得到参数b。

2.根据权利要求1所述的同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法，其中，所述工作气体选氮气、二氧化碳、氦气和氩气中的任意一种或更多种。

3.根据权利要求1所述的同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法，其中，所述多孔介质选自岩芯、多孔陶瓷、泡沫金属和高分子材料中的任意一种或更多种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法，其中，步骤(1)中所述样品腔、所述上游气体腔和所述下游气体腔的温度相同。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法，其中，步骤(3)中所述升高或降低后维持压力不变为使用注射泵自动调节所述上游气体腔或所述下游气体腔内压力。