[发明专利]一种同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法

说明书

本申请公开了一种同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法。所述测量方法属于非稳态法，可以保证在一次实验中，相同应力条件下，同时测量多孔介质样品的渗透率和孔隙率。具体步骤为：1)将样品侧面包裹后放入测量装置的样品腔中；2)向上游/下游气体腔内注入/抽出一定量的气体，并保持上游/下游压力恒定，让气体穿过样品从上游流向下游，记录上下游气体腔压力随时间的变化情况；3)利用测得的上下游压差，计算样品的渗透率和孔隙率。采用本申请计算得到的孔隙率和渗透率精度较高，且测量时间短。

技术领域

本申请涉及但不限于油气工程技术领域，具体涉及但不限于石油天然气勘探开发与利用领域。尤其涉及但不限于一种同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法及装置。

背景技术

多孔介质的物理属性，包括渗透率和孔隙率，在地质工程，包括核废料处理，二氧化碳埋存，非常规油气开采中，有着重要作用。渗透率测量方法分为稳态和非稳态两种。稳态测量方法通过测量给定压差下的气体通过多孔介质样品的流量来计算渗透率。但对于渗透率很低的致密介质，稳态下的气体流量很小，测量的难度和误差较大；非稳态方法通过在样品一侧施加压力脉冲，然后测量两侧的压力变化情况来推算样品的渗透率，测量容易且效率较高。

目前已有的非稳态方法只能测量渗透率，孔隙率需要使用其他方法进行测量，这带来两方面的问题：1.渗透率和孔隙率分开测量，导致总的测量时间很长；2.难以保证渗透率和孔隙率测量时的应力条件完全一致，导致测量误差较大。因此有必要发展能够在一次实验中，相同应力条件下，同时测量渗透率和孔隙率的非稳态测量方法。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。

本申请公开了一种可以同时测量多孔介质渗透率和孔隙率非稳态测量方法。采用本申请得到的多孔介质渗透率和孔隙率精度与其他方法一致，测量时间比采用其他方法大大减少。可以保证在一次实验中，相同应力条件下，同时测量多孔介质样品的渗透率和孔隙率。

本申请公开了同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法，包括如下步骤：

将样品侧面包裹后放入测量装置的样品腔中；向上游/下游气体腔内注入/抽出一定量的气体，并保持上游/下游压力恒定，让气体穿过样品从上游流向下游，记录上下游气体腔压力随时间的变化情况；利用测得的上下游压差，计算样品的渗透率和孔隙率。

可选地，所述同时测量多孔介质渗透率和孔隙率的方法，包括如下步骤：

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；