ICS 75-010 CCS E 11
NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T 14008—2021 代替NB/T14008—2015
页岩全孔径分布的测定
压汞一吸附联合法
Analysis of full-scale pore size distribution of shale
Method combined by mercury porosimetry and gas adsorption
2021—11一16发布
2022一02一16实施
国家能源局 发布 NB/T14008—2021
目 次
前言
1
范围规范性引用文件
2
3 术语和定义 ?
方法原理 5 仪器、材料和试剂 5.1高压压汞仪 5.2 比表面及孔径分析仪 5.3 材料和试剂 6 样品制备
2
2
试验步骤 7.1 压汞法 7.2 吸附法 8数据处理 8.1数据衔接 8.2全孔径分布 8.3毛管压力曲线 8.4特征参数获取 9 质量要求 10 试验报告· 11安全与环保要求附录A（资料性）页岩全孔径分布图附录B（资料性）页岩全孔径毛管压力曲线
7
一
S
6 NB/T14008—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替NB/T14008一—2015《页岩全孔径分布的测定压汞一吸附联合法》，与NB/T14008一 2015相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a）更改了适用范围（见第1章，2015年版的第1章）； b）更改了“规范性引用文件”（见第2章，2015年版的第2章）； c）增加和修改了术语和定义（见第3章，2015年版的第3章）： d）修改了方法原理（见第4章，2015年版的第4章）： e）将“仪器和材料”修改为“仪器、材料和试剂”，并修改了部分内容（见第5章，2015年版
的第5章）； f）修改了“样品制备”部分内容，提出用同一粒级开展试验测试（见第6章，2015年版的第
6章）； g）将“样品测定”修改为“试验步骤”，增加了麻皮效应处理方法、试验测点设置要求，删除了
“氮气／气混流分压法”（见第7章，2015年版的第7章） h）将“计算”和“压汞法与吸附法测定结果的衔接”合并为“数据处理”，修改了压汞一吸附数
据衔接方法（见第8章，2015年版本的第8章、第9章） i）将“质量控制”修改为“质量要求”，并对质量要求进行了规定（见第9章，2015年版的第
10章）； j）增加了“安全与环保要求”（见第11章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的任务。 本文件由能源行业页岩气标准化技术委员会（NEA/TC26）提出并归口。 本文件起草单位：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所、中国
石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院、中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油化工股份有限公司华东油气分公司勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探开发研究院、陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院。
本文件主要起草人：俞凌杰、范明、陈文峰、刘友祥、周尚文、李洋冰、陈云燕、廖顺舟、王月胜、刘洪林、蔡长宏、李农、周克明、王宁。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：
-NB/T·14008—2015; 一本次为第一次修订。
I NB/T14008—2021
页岩全孔径分布的测定
压汞一吸附联合法
警示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的经验。用汞时，采取保护实验室工作人员的防护措施十分重要，本文件并未指出所有可能的安全问题，操作人员应学习并掌握用汞人员防护规则和指南文件的有关规定。有责任采取适当的安全和健康措施并保证符合国家有关法规规定。
1范围
本文件规定了页岩全孔径分布测定的样品制备、试验步骤、数据处理、质量要求，试验报告和安全与环保要求。
本文件适用于测定页岩中直径0.36nm以上的孔隙所处的孔径分布，其他岩类可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T29172岩心分析方法 SY/T5346岩石毛管压力曲线的测定 SY/T6154岩石比表面积和孔径分布测定静态吸附容量法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
大孔 macropore 孔隙直径大于50nm的孔。
3.2
介孔mesopore 孔隙直径介于2nm和50nm之间的孔。
3.3
微孔micropore 孔隙直径小于2nm的孔。
3.4
孔体积porevolume 单位质量页岩所含的孔隙体积。
I NB/T14008—2021
3.5
突破压力breakthroughpressure 累计饱和度为10%时所对应的气／水条件下的毛管压力。
3.6
中值压力medianpressure 累计饱和度为50%时所对应的气／水条件下的毛管压力。
3.7
中值孔径 median diameter 中值压力对应的孔隙直径。
3.8
麻皮效应 mercury conformance 低压阶段，随着压力的逐渐增大导致非润湿相汞在岩样粗糙表面的坑凹处发生贴合而引起的虚假
进汞现象。
4方法原理
采用压录法和吸附法分别对页岩孔体积进行测定，以两种方法衔接后所得到的总孔体积为基准，获取
描述不同直径孔隙所占体积百分比的孔径分布特征，并利用水和汞的表面张力参数，将气汞条件下的进汞压力换算为气／水条件下毛管压力，得到全孔径毛管压力曲线，根据该曲线判读突破压力等特征参数。
5仪器、材料和试剂 5.1高压压汞仪
高压压汞仪按以下要求配置： a）最高压力不应小于200MPa： b）体积分辨率不应低于0.01mL
5.2比表面及孔径分析仪
采用静态容量法的比表面积及孔径分析仪，按以下要求配置： a）可达到的相对压力10-7～0.995； b）体积分辨率不应低于0.0001mL/g。
5.3材料和试剂
材料和试剂包括： a）氮气：体积分数为99.999%的高纯氮气： b）气：体积分数为99.999%的高纯氨气： c）二氧化碳：体积分数为99.999%的高纯二氧化碳； d）汞：分析纯。
6样品制备
6.1含油样品应先洗油，按照GB/T29172执行。 2 NB/T14008-2021
6.2压汞和吸附均采用同一粒级颗粒样品，机械粉碎后过筛，推荐采用8～10目，用量约40g～ 60g. 6.3样品置于105℃烘箱中烘干24h以上后，储存于干燥条件下待测，待测时间不应过长，控制在一周以内为宜。
7试验步骤 7.1压汞法 7.1.1测量过程按SY/T5346中压汞法的规定执行。 7.1.2测定压力点数据和分布应使进汞曲线光滑，测点平衡时间应不少于30s，且孔隙直径在5mm~ 50mm区间内设置的测点数应不少于20个。 7.1.3麻皮效应可根据实际情况扣除，推荐以0.1MPa作为临界点，将小于此压力下的累计进汞量均作为麻皮效应扣除。 7.1.4装样量不少于膨胀计体积的50%。 7.1.5进汞数据处理时不扣除空白效应。 7.2吸附法 7.2.1采用静态容量法开展吸附测试，测量过程按SY/T6154的规定执行。 7.2.2选择氮气作为介质可分别获取微孔、介孔和大孔体积，有条件时推荐采用二氧化碳吸附法来获取微孔体积。 7.2.3孔隙直径在5mm50nm区间内设置的吸附测点数应不少于20个。
8数据处理 8.1 数据衔接 8.1.1根据压汞法和吸附法的测试范围来确定共同可测区间。
可测区间上限孔隙直径定为100nm，下限孔隙直径根据压汞法设备最高进汞压力来确定。根据公式（1），代人汞的表面张力系数和接触角转化为公式（2），计算得到最高进汞压力对应的孔隙直径。 若最高压力为400MPa，下限孔隙直径推荐采用3.6nm；若最高压力为200MPa，下限孔隙直径推荐采用7.0mm。
公式（1）为毛管压力通用公式：
45cos0
Pe=
(1)
d.
式中： Pe—毛管压力，单位为兆帕（MPa）：表面张力系数，单位为毫牛每米（mN/m）： θ一接触角，单位为度（°）； d毛管直径，单位为纳米（nm）。 实验室标准条件下，汞的表面张力系数3采用485mN/m，接触角9采用140°，代人公式（1）
后得到公式（2）。
3 NB/T14008—2021
1486 d.
Pe (Hg)=
(2)
式中： Pe (Hg) 进汞压力，单位为兆帕（MPa）。
8.1.2在共同可测区间内分别累加吸附法和压汞法相邻测点间的差量孔体积，得到累计孔体积曲线。 8.13以孔隙直径为横坐标，累计孔体积为纵坐标，将压汞法和吸附法在共同可测区间内的累计孔体积曲线绘制在一张图上，判读两条曲线出现分叉时对应的孔隙直径。 8.1.4以两条累计孔体积曲线出现分叉时最邻近测点的孔隙直径作为衔接点，如图1所示。
0.01 0.009 0.008
一
号 0.007
TW 0.006 0.005 0.003 0.002 0.001
-A-吸附法一压汞法
不代食
102030 40 50607080 90100110120130
孔隙直径，nm
图1衔接点的确定方法
8.2全孔径分布 8.2.1衔接点以下孔隙部分采用吸附法数据，衔接点以上孔隙部分采用压汞法数据。对衔接点上、下两部分对应的压汞法和吸附法的差量孔体积进行累加，得到完整的全孔径的累计孔体积。 8.2.2以全孔径累计孔体积为基准，孔隙直径从大到小排列，计算不同孔隙直径所对应的累计孔体积占比，即累计饱和度，并给出微孔、介孔、大孔对应的孔体积和占比。 8.2.3以孔隙直径为横坐标，孔隙直径区间内的孔体积占比为纵坐标作图，得到全孔径分布图，可用孔径分布散点图或直方图来表示，参见附录A。 8.3毛管压力曲线 8.3.1吸附数据中毛管压力计算：实验室标准条件下，水的表面张力系数采用72mN/m，接触角9 采用0°，代人公式（1）后得到公式（3），可以计算孔隙直径对应的毛管压力。
288
Pe (g/w) d.
(3)
式中： Pe (g/w)
气/水条件下的毛管压力，单位为兆帕（MPa）。
8.3.2压汞数据中毛管压力计算：可根据公式（3）计算孔隙直径对应的毛管压力，或根据公式（2）和公式（3）推导出公式（4），直接将进汞压力转化为气／水条件下的毛管压力。
4 NB/T 14008—2021
(4)
Pe (g/w) =p。 (Hg) /5.16
8.3.3以累计饱和度为横坐标，气／水条件下的毛管压力的对数为纵坐标作图，得到全孔径毛管压力曲线，参见附录B。 8.4特征参数获取
从全孔径毛管压力曲线上判读突破压力和中值压力，将中值压力代入公式（3），计算对应的中值孔径。
9质量要求
两次压汞一吸附联合试验所得累计孔体积的相对平均偏差不超过15%。
10 试验报告
试验报告应至少包括：
试验对象；所使用的标准（包括发布或出版年号）所使用的方法（如果标准中包括几个方法）：结果；观察到的异常现象：试验日期。
11 安全与环保要求
压汞分析环境应通风，排风口需向下通入盛有活性炭的池子。操作间应备有硫黄粉，一旦有汞泄漏，及时采用硫黄粉覆盖处理。实验人员在操作过程中应全程佩戴符合要求的防毒面具。试验结束后岩石废样应集中存放于盛满水的容器内并密封，留待专业公司处理。
5