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1,石油工程實習99學年度滲透率實驗,授課教師謝秉志助理教授助教劉政典2010.11.15,背景及目的,地層中的滲透率影響油氣的生產，若地層滲透率過小，油氣生產速度較慢，可能會沒有經濟效益，因此在評估油氣層時，地層的滲透率是很重要的考慮因素。本實驗主要目的是利用氣體滲透率儀，經由實驗得到氣體流率及壓力資料推求樣品之滲透率。,2,理論基礎,法國人HenriDarcy1856以實驗方法，測出流體在孔隙介質的流率是正比於其壓力差，他透過資料的蒐集及進行一系列水垂直流過砂箱礫石填充的箱子的實驗而得到。然後，利用基本的物理學定理，驗證達西定律在各方向流動的適用性。kPermeabilityDarcies1.02*10-8cm2μViscositycentipoise0.001kg/m．secQFlowRatecc/secLLengthofFlowcmACross-sectionalAreaofFlowcm2P1UpstreamPressure,atmospheresP2DownstreamPressure,atmospheres,3,,,,,,Darcy’sLaw,,4,理論基礎,kPermeabilityDarcies;μViscositycentipoise;QFlowRatecc/sec;LLengthofFlowcm;ACross-sectionalAreaofFlowcm2;pPressureatm;vDarcianVelocityQ/A;puUpstreamPressure,atmospheres;pdDownstreamPressure,atmospheres,,Darcy’sLaw,理論基礎,達西定律只在於低流率時適用，是當ForchheimerEquation第二項為零時的一個特別例子。BrinkmanForchheimer通常，達西流稱為穩流，而其它的流動為非穩流。PressureDropAcrossSamplekPermeabilityDarciesμViscositycentipoisevDarcianVelocityQ/A.βForchhiemerFactorρDensitygm/cc,5,,,ForchhiemerEquation,,,Darcy’sLaw,實驗儀器,6,氣體滲透率儀PERG-200TM,溫度計,岩心筒,與氮氣連接,,上游壓力UpstreamPressurepsig,氣體流率Gasflowratecc/min,實驗儀器-氣體滲透率儀,7,上游壓力UpstreamPressurepsig,氣體流率Gasflowratecc/min,調節閥（regulator）,Coreholderinlet,Coreholderoutlet,V1控制是否讓氮氣流通,PERG-200滲透率儀是手動操作的氣體滲透儀，結合數位科技，經計算後得到精確的滲透率值。註本儀器最高上游壓力為25psig，勿超過。,實驗儀器-岩心筒,8,Coreholderinlet,Coreholderoutlet,岩心放置處,氣體由此流出岩心室,氣體由此流入岩心室,樣品室蓋,橡膠圈,Body,Fanchercoreholder可使所需的氣體壓力減到最低。裡面所提供的橡膠圈，及樣品室蓋，可讓氣體充分通過樣品。,轉盤鎖緊樣品室用,螺旋鎖緊樣品室用,轉盤鎖緊樣品室用,實驗儀器-氮氣瓶,9,氮氣由此流出,使用壓力計（流出的氮氣壓力）,氮氣壓力流量調整器,不鏽鋼瓶,氮氣瓶閥門,,調整器,總壓力計（氮氣瓶內的壓力）,10,操作方法,（1）量取樣品長度L及截面積A，並記錄之。然後將樣品放進橡膠圈套中，再放入岩心室並將岩心蓋關緊。,11,操作方法,（2）氮氣瓶與滲透率儀以管線連接，再將滲透率儀與岩心筒以管線相連，其中間連接溫度計。,12,操作方法,（3）調整滲透率儀，將流率計及壓力計歸零中間的按鈕TARE。,13,操作方法,（4）打開氮氣瓶開關，緩慢調整壓力調節器，讓氮氣小量穩定輸出。滲透率儀上的壓力計不要超過0.5psig壓力計在滲透率儀的右側面板。,14,操作方法,（5）讀取溫度計溫度T，此為氮氣溫度，用來計算氮氣黏滯度。（6）固定壓力計上讀值pu，觀察流率計讀值讓流率Q慢慢達到一定值，記錄下壓力pu與流率Q資料。（7）重複步驟（6）調整壓力pu，再做兩組資料。,計算滲透率,由溫度T利用左圖查表得到μ值。將實驗資料Q、L、A、△p或pu，帶入以下公式，求得樣品滲透率。,15,16,範例計算,1.測試條件使用氣體（氮氣，N2）2.試驗所得數據（1）流量計讀數30cc/min（2）壓力表讀數0.25psig（3）岩心直徑2cm（4）岩心長度2cm（5）溫度計讀值20℃（6）由右圖得黏滯度0.01748cp,,,20℃,0.01748cp,17,計算過程,實習位置及時間,分組雲平大樓東棟8F上課時間依分組1,52,63,74,88309009301000大班大二教室上課時間830,18,
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