CMS-400型計算機控制覆壓孔滲自動測試儀

概述：

CMS-400型計算機控制覆壓孔滲自動測試儀設計用于在模擬地層覆壓高達10,000psig 條件下，同時測量巖石的孔隙度和滲透率和其他地層物性參數�？梢砸淮�裝樣量1”巖心18塊，自動完成全部測試。特別是該系統可在一系列覆壓下直接測試給出克氏滲透率、費氏因數、克氏因數、瓊斯因數、孔隙度和孔隙體積等參數。

CMS-400采用非穩態壓力脈沖衰減法技術進行滲透率和孔隙度聯測，測試速度快，測試巖心樣多，自動化程度高；系統采用達西-克氏-費氏綜合計算模型，以及改進型波義爾定律，測試滲透率和孔隙度等參數。CMS-400不僅適合中高滲透率樣品，而且特別適合不服從達西定律的低滲透樣品。

技術特點：

l 采用非穩態壓力脈沖衰減法技術，測量壓力和測量流量精度更高，通過壓力脈沖衰減測量計算得到的流量更加準確，特別適合不服從達西定律的低滲透樣品。

l 一次測量可以得到多個參數，數據穩定性和重現性大大改善。

l 18個樣自動連續測試（1”巖芯）；自動系統裝載和卸載巖樣。

l 模擬地層覆壓達10,000psig，可對一個巖芯樣品設置多達8個不同的圍壓值進行系列測試。

l 計算機控制和操作自動化程度更高，計算機與主機通過高速USB2.0通訊，配置新的軟件操作系統，測試數據既自動存儲于計算機硬盤中又同時自動打印，以便進行實時數據評價之質量控制。

l 改進的圖形化界面之在線幫助和操作流程；改進的在線故障診斷及維護。

l 雙氣源滲透率測試，針對超低滲油藏，自動由氦氣切換到氮氣，測試更準確。

l 配置的數字游標卡尺自動錄入巖樣尺寸及自動修正不規則巖樣的尺寸。

l 五個測試工作模式可選. “僅滲透率測試”選項可僅就滲透率和費氏系數進行巖樣篩選，而不需要長時間的孔隙體積測試。

l 測量范圍更寬，到達0.00005md～15D。

l 所有計算模型及方程都在SPE等權威論文中公開發表，得到廣泛認同。

工作原理：

常規的滲透率儀是以穩態法為基礎，即氣流服從達西定律。當氣體的壓力沿樣品長度的分布呈穩定態時，樣品沿長各點的氣體壓力只隨位移變化而不隨時間變化；穩態法滲透率儀只能用于中高滲透率樣品；穩態法滲透率儀測量的特點是在樣品的進口施加一定的壓力，待進出口壓力維持不變時，再按照達西公式計算其滲透率；這種方法不適合測量不服從達西定律的低滲透樣品，而且，即便對中高滲透率樣品，當其滲透性越低，壓力穩定所需的時間就越長，所以測量速度慢；

CMS-400是達西-克氏-費氏綜合計算模型為基礎。它不僅適合中高滲透率樣品，而且特別適合不服從達西定律的低滲透樣品。CMS－300在樣品進口端處有一個充滿一定壓力的氣體容器，測量開始時，將該容器與樣品進口接通，然后測量壓力隨時間的變化。這時，氣體壓力沿樣品長度的分布既隨位置變化，也隨時間變化。根據儲氣容器壓力隨時間的變化和有關參數，即可計算樣品的滲透率，無需壓力穩定。它適合測量各種范圍的滲透率，特別是低滲透樣品。而且測量速度較快。CMS-400以波義爾定律，測試巖芯孔隙度。對滲透率和孔隙度的測量，都可以在施加圍壓的條件下進行。

先將巖芯樣品（多達18塊1”巖芯）一次裝入進樣轉盤，并在軟件上輸入每個巖芯的幾何參數和要求的覆壓數據，開始測試。儀器先將位置1的巖芯自動推入巖芯夾持器中，并施加徑向和軸向的壓力，模擬地層覆壓，開始預測滲透率，自動決定采用氦氣還是氮氣來測量滲透率。然后開始測量孔隙度和滲透率。測試完成后，釋放徑向和軸向的壓力，并施加一個徑向的真空度，使巖芯落回到進樣轉盤中。同時，行式打印機自動打印出實時測量結果。儀器以相同的方式進行位置2上的樣品測試，直至所有放入進樣轉盤中的巖芯樣品自動測量完成為止。

主要技術指標及參數：

•     型號版本：300型4.50版

•     自動化程度：計算機自動控制

•     巖樣直徑：1”

•     巖樣長度：3/4” – 3 1/8”

•     工作介質：氦氣和氮氣

•     孔隙度測量范圍：0.01% - 40%

•     滲透率測量范圍：0.00005mD - 15D

•     圍壓范圍：500 - 9,800 psig 

•     壓力傳感器測量范圍： 0 - 10,000psig，

•     壓力傳感器精度 0.1% F.S.

•     裝巖樣數：1”直徑巖樣18個

•     主機與計算機通訊：2.0高速USB

•     界面：圖形化界面 – 流程、在線幫助和故障診斷及維護

•     數字式游標卡尺自動測量錄入巖心尺寸

•     配置直驅真空泵一臺

•     配置不銹鋼標定件一套

•     數據采集系統包括計算機、視窗XP業版操作系統、1GB內存、120GB硬盤、帶CD-ROM、

17寸液晶顯示器。

所需的實驗室條件：

l     可承載750磅（340千克）的穩定堅固的工作臺面

l     穩定的電源 （220VAC, 50Hz） （配穩壓電源）

l     干燥的工業氮氣源氣瓶并配有壓力輸出調節器（調壓閥）：壓力不低于1500 psi

l     干燥的工業氮氣源氣瓶并配有壓力輸出調節器（調壓閥）：壓力不低于500 psi

l    干燥的工業氦氣源氣瓶并配有壓力輸出調節器（調壓閥）：壓力不低于500 psi

參考文獻和相關API標準：

l SPE3535 “A Rapid Accurate Unsteady-State Klinkenberg Permeameter” Stanley C. Jones

l SPE 15380 “Two-Point Determinations of Permeability ａnd Porosity vs. Net Confining Stress” S.C. Jones

l SPE 16949 “Using the Inertial Coefficient, To Characterize Heterogeneity in Reservoir Rock” S.C. Jones

l SPE 15185 “Automated Core Measurement System for Enhanced Core Data at Overburden Conditions” D.K. Keelan

l SPE 39977 “Non-Darcy Measurements in Dry Core ａnd the Effect of Immobile Liquid” M.E. Coles ａnd K.J. Hartman

l SPE 19008 “Relationships of Permeability. Porosity ａnd Overburden Stress Derived From an Extensive Core Analysis Data Base in the Travis Peak Formation” D.L. Luffel, W.E. Howard

l API Recommended Practice 40 for Core Analysis: Section 6.4.1.1 ａnd B.6.8.2 Permeability Determinations

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