【石油天然气行业标准(SY)】 岩石孔隙体积压缩系数测定方法

ICS75.020
备案号：24345—2008
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5815—2008
代替SY/T5815—1993
岩石孔隙体积压缩系数测定方法Test method of rock pore volume compressibility2008-06一16发布
国家发展和改革委员会
2008—12—01实施
规范性引用文件
术语和定义
原理及方法
实验条件
实验步骤
岩石孔隙体积压缩系数的计算
数据处理
报告内容及格式
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
岩石孔隙体积压缩系数测定原始记录及计算表格式岩石孔隙体积压缩系数测定报告格式岩石孔隙体积压缩系数测定报告图表格式附录C（资料性附录）
SY/T5815—2008
SY/T5815—2008
本标准代替SY/T5815一1993《岩石孔隙体积压缩系数测试方法》本次修订的主要内容包括：
对适用范围作了相应的扩大，增加了保持孔隙压力升高上覆压力的测定方法；增加了数据处理部分；
增加了报告格式和内容的部分。本标准的附录A、附录B、附录C均为资料性附录。本标准由油气田开发专业标准化委员会提出并归口。本标准主要起草单位：中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院。本标准主要起草人：余华洁、李云、周克明。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：SY/T5815—1993。
1范围
岩石孔隙体积压缩系数测定方法SY/T5815—2008
本标准规定了岩石孔隙体积压缩系数测定的基本原理、测定和计算方法以及主要仪器的技术指标。本标准适用于胶结类岩石孔隙体积压缩系数的测定。其他类岩心可参照执行。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。SY/T5336—2006岩心分析方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
上覆压力overburdenpressure
上覆岩石层加在下部储层岩石单元上的压力。3.2
孔隙压力
porepressure
地层孔隙所承受的流体压力，也称为地层压力。3.3
Jnet effective pressure
净有效压力
上覆压力与孔隙压力之差。
岩石孔隙体积压缩系数rockporevolumecompressibility改变单位压力时，单位孔隙体积的变化值，即：1.dv
C,=-,·p
式中：
C,一一岩石孔隙体积压缩系数的数值，单位为每兆帕（MPa-1）；Vp—在每个净有效压力下岩石孔隙体积的数值，单位为立方厘米（cm3）；dV/dp一一改变单位压力引起孔隙体积变化的数值，单位为立方厘米每兆帕（cm2/MPa）。4原理及方法
在实验过程中，首先建立5个以上实验压力点，根据实验要求保持孔隙压力不变逐点增高上覆压力，或者保持上覆压力不变逐点降低孔隙压力，使净有效压力增加，造成孔隙体积减小，根据式（1）计算岩石孔隙体积压缩系数。
岩石孔隙体积压缩系数仪原理示意图见图1。1
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5实验条件
5.1实验用介质
1-岩心夹持器：2—体积计量泵；3—真空截断阀；4—上覆压力截断阀；5—孔隙压力截断阀；6一孔隙压力引入阀。图1岩石孔隙体积压缩系数仪原理示意图5.1.1氮气：纯度>99.9%。
5.1.2盐水：按地层水矿化度配制。5.2仪器设备
5.2.1岩石孔隙体积压缩系数测定仪：工作压力不低于50MPa。5.2.2氮孔隙度仪。
实验步骤
6.1实验前准备
6.1.1岩心的准备
6.1.1.1沿着与岩心轴线或层理面相平行或者垂直的方向，从整个岩心上定向钻取小圆柱样品，要求圆柱的两端面平行且垂直于其轴线。岩样的尺寸根据仪器要求确定6.1.1.2岩样的清洗按SY/T5336--2006中3.6执行。6.1.1.3岩样的烘干按SY/T5336-2006中3.7执行6.1.1.4按SY/T5336一2006中第5章和第6章测定岩样的孔隙度和渗透率。6.1.2压力的确定
6.1.2.1有地层压力资料时，用地层压力作为孔隙压力。6.1.2.2没有地层压力资料时，可采用岩心所在深度压力（0.02264MPa/m）的一半作为孔隙压力。6.1.2.3
一般采用岩心所在地层的深度与压力梯度的乘积作为最高上覆压力6.1.3盐水的配制
实验用盐水按地层水矿化度配制6.1.4仪器校准
氮孔隙度仪按SY/T53362006中的5.3.2.1.1.9进行仪器校准。6.1.4.2岩石孔隙体积压缩系数仪压变系数的标定：用已知压缩系数的液体进行测量，并绘出压力与体积收缩量的曲线。
6.1.5盐水体积系数确定
0mg/L～200000mg/L的NaCl溶液在30℃时体积系数近似公式见式（2）：k= 0.9985 +ki:$+ke p +k c: p1+k4·c+ks·pi+k·c·p1
式中：
k=0.351104×10-6;
kz=0.687323×10-5；
ks=0.555917×10-11;下载标准就来标准下载网
k4=0.350709×10-6；
ks=0.993080×10-5；
ke=0.166979×10-11，
p1=145.038p;
-NaCl溶液浓度的数值，单位为毫克每升（mg/L)；p——孔隙压力的数值，单位为兆帕（MPa）6.2测定步骤
6.2.1岩心室空白体积测定
SY/T5815—2008
6.2.1.1将铝质（钢铁质）标准岩心块放人岩心夹持器中，根据实验要求加上覆压力。6.2.1.2将孔隙体积泵吸满液体，退回到零位后，关闭孔隙压力截断阀和孔隙压力引人阀，将孔隙压力加至0.69MPa（100psig），记录下泵值V。6.2.1.3对孔隙压力系统抽真空达到当天大气压后至少再抽2h。6.2.1.4关闭真空截断阀，打开孔隙压力引人阀，使实验液体充入岩心室。6.2.1.5为了补充液体进人岩心室引起的压力降，旋进体积计量泵，增加孔隙压力至0.69MPa（100psig)。
6.2.1.6重复步骤6.2.1.5，直到5min内压力变化小于0.0069MPa（1psig），记录下泵值V。6.2.1.7计算岩心室空白体积值Va，其计算公式见式（3)：Va
6.2.1.8测定完后，取出铝质（钢铁质）岩心，清洗管线。6.2.2净有效压力下岩样孔隙体积测定：（3)
6.2.2.1保持孔隙压力升高上覆压力法。6.2.2.1.1用热缩性塑料管封包岩样。要求封包时，应将塑料与岩样接触处的空气全部除尽。岩样上如有洞或缺角，应用热熔性塑料或其他不污染岩样的物质充填6.2.2.1.2将待测岩样放人岩心夹持器中，根据实验要求加第一点的上覆压力。6.2.2.1.3对岩样及内压系统抽真空，达到当天大气压后至少再抽4h，同时用另一台泵对盐水抽真空脱气，使盐水无气至少1.5h。6.2.2.1.4确定压力稳定准则：5min内压力变化在0.0069MPa（1psig）以内。6.2.2.1.5将孔隙体积计量泵吸满盐水后，加压至0.69MPa（100psig），记录下泵体积读数值。6.2.2.1.6，抽真空结束后，打开孔隙压力引人阀，使盐水填充到岩样的孔隙中。6.2.2.1.7旋进体积计量泵，使孔隙压力增加至0.69MPa（100psig），补充因盐水扩散而引起的压力降。
6.2.2.1.8重复步骤6.2.2.1.7至孔隙压力稳定，记录下第一测定点各参数值，格式参见表A.1。6.2.2.1.9按实验要求逐点增加上覆压力，重复步骤6.2.2.1.7，6.2.2.1.8，测定各上覆压力点的孔隙体积。直到上覆压力加到实验要求的最高实验压力时，结束实验。6.2.2.1.10全部测定完成后，释放系统压力，取出岩样，清洗管线，恢复仪器初始状态。6.2.2.2保持上覆压力降低孔隙压力法。6.2.2.2.1岩样的封包、安装和对岩样及孔隙压力系统抽真空与6.2.2.1.1～6.2.2.1.3相同。6.2.2.2.2用盐水饱和岩样至少12h。3
SY/T5815—2008
6.2.2.2.3在上覆压力始终高于孔隙压力1.38MPa（200psig）的前提下，对上覆压力和孔隙压力连续加压，一直加到实验要求的最高实验压力为止。6.2.2.2.4确定压力稳定准则，同6.2.2.1.4。6.2.2.2.5按退出方向旋转体积计量泵，使孔隙压力下降到实验压力。当孔隙压力稳定后，记录下第一测定点各参数值，格式参见表A.1。6.2.2.2.6按实验要求，逐点降低孔隙压力，重复步骤6.2.2.2.5，测定各上覆压力点的孔隙体积。直到孔隙压力降到0.69MPa（100psig）时，结束实验。6.2.2.2.7全部测定完成后，释放系统压力，取出岩样，清洗管线，恢复仪器初始状态。7岩石孔隙体积压缩系数的计算
7.1根据岩石孔隙体积压缩系数测定原始数据表中的上覆压力和孔隙压力计算出对应各点的净有效压力。
7.2在岩石孔隙体积压缩系数测定原始数据表中，选择净有效压力为X轴，孔隙体积为Y轴进行曲线拟合。根据拟合情况，选择相关性最好的曲线方程为拟合方程。7.3选取零压力点下的孔隙体积作为原始孔隙体积值。7.4用选定的拟合方程计算出各净有效压力下的孔隙体积和dV./dp值。7.5根据式（1）计算出净有效压力下的岩石孔隙体积压缩系数。7.6三轴向测定的岩石孔隙体积压缩系数应进行单轴向校正，即三轴向测定值乘以0.619得到单轴向值。
8数据处理
8.1岩样长度值单位为厘米（cm），数值修约到3位小数。8.2岩样直径值单位为厘米（cm），数值修约到3位小数。8.3岩样面积值单位为平方厘米（cm2），数值修约到3位小数。8.4岩样体积值单位为立方厘米（cm2），数值修约到3位小数。8.5岩样孔隙体积压缩系数值单位为每10的负4次方兆帕（10-4MPa-1），数值修约到3位小数。9
报告内容及格式
报告内容应包括报告封面、报告首页、报告文字内容、数据表格和图。9.1
9.2报告封面、首页格式参见附录B。9.3报告的文字内容包括：
岩样数量及其基本情况；
-实验所用盐水的性质；
实验所用仪器和实验过程；
在测定过程中遇到的异常情况，有助于资料解释和说明；实验结果的总结。
9.4岩石孔隙体积压缩系数测定报告的图表格式参见附录C。SY/T5815—2008
SY/T5815—2008
附录B
（资料性附录）
岩石孔隙体积压缩系数测定报告格式B.1，实验报告封面的格式如图B.1所示。检测报告
检测项目
委托单位
报告日期
（检测单位）
图B.1实验报告封面的格式
B.2实验报告首页的格式如图B.2所示。报告页数
样品数量
检测依据
检测仪器
仪器编号
环境条件
检测人
报告批准人
特殊说明：
图B.2实验报告首页的格式
SY/T5815—2008
SY/T5815-2008
附录C
（资料性附录）
岩石孔隙体积压缩系数测定报告图表格式岩石孔隙体积压缩系数测定报告的图表格式见表C.1及图C.1。表C.1岩石孔隙体积压缩系数测定数据表格式基础数据：
地区：
样品号：
井深：
孔隙度：
净有效压力
总体积
孔隙体积
注1：（1）为单轴向净有效压力条件下的压缩系数。注2：（2）为三轴向净有效压力条件下的压缩系数。60
T-B-OT
孔隙度
净有效压力，MPa
层位：
岩性：
渗透率：
压缩系数，10-4MPa-1
图C.1岩石孔隙体积压缩系数曲线80
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