ICS 75.020 E 10 备案号：53400—2016
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 5815—2016 代替SY/T 5815—2008
岩石孔隙体积压缩系数测定方法 Measurement method for rock pore volume compressibility
2016—06—01实施
2016 - 01一 07 发布
国家能源局 发布 SY/T 5815--2016
目 次
前言 范围
II
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2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 原理及方法
测量仪器 6 实验步骤计算方法
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7
8
数据修约报告内容及格式附录A（资料性附录） 岩石孔隙体积压缩系数测定原始记录表格式附录B（资料性附录） 岩石孔隙体积压缩系数测定报告格式附录C（资料性附录）．岩石孔隙体积压缩系数测定报告图表格式
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10 SY/T 5815--2016
前言
本标准按照GB/T 1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替SY/T 5815—2008《岩石孔隙体积压缩系数测试方法》。与SY/T 5815—2008相比，主要技术变化如下：
修改了原理及方法对其进行了更加详细的阐述（见第4章，2008年版的第4章）；修改了实验步骤，增强了标准的适用性（见第6章，2008年版的第6章）；修改了实验流程图，使流程图更加细化（见图1，2008年版的图1）；增加了岩石孔隙体积压缩系数、不同有效上覆压力下孔隙度和体积应变转换系数的详细计算过程（见第7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这些专利的责任。 本标准由油气田开发专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：提高石油采收率国家重点实验室（中国石油勘探开发研究院)、中国石油西南
油气田分公司勘探开发研究院、中国石化股份胜利油田分公司地质科学研究院。
本标准主要起草人：张祖波、罗蔓莉、陈序、吕伟峰、吴康云、周克明、曲岩涛、李奋、余华洁、崔红彦。
本标准代替了 SY/T 5815-2008。 SY/T 5815—2008的历次版本发布情况为： -SY/T 58151993 SY/T 5815—-2016
岩石孔隙体积压缩系数测定方法
1 范围
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。
本标准适用于沉积岩岩石孔隙体积压缩系数的测定。其他类型岩石可参照使用。
2　规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T 29172岩心分析方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
上覆压力 overburden pressure 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pore pressure 地层孔隙所承受的流体压力，也称为地层压力。
3.3
有效上覆压力 j effective overburden pressure 上覆压力与孔隙压力之差。
3.4
岩石孔隙体积压缩系数rock pore volume compressibility 岩石孔隙体积压缩系数为改变单位压力时，单位岩石孔隙体积的变化值。
4．原理及方法
油田开发前，油层岩石所承受的上覆岩层重量，被油层岩石骨架和孔隙中流体所支撑，油藏处于平衡状态。开发后，地层压力逐渐降低，导致油层岩石骨架承受的有效上覆压力增大，使油层进一步被压实，孔隙体积减小，并将油气排人采油井内。
在实验室模拟油田开发这一过程，测量岩石孔隙体积压缩系数通常有两种方法：第一种方法是首先根据实验要求建立上覆压力和孔隙压力，保持上覆压力不变逐点降低孔隙压力，使有效上覆压力增加，造成孔隙体积减小；第二种方法是保持孔隙压力不变逐点增加上覆压力，使有效上覆压力增加，
1 SY/T 5815—2016
造成孔隙体积减小。利用实验中孔隙体积随有效上覆压力增加而减小的变化曲线，根据公式（1）计算岩石孔隙体积压缩系数。
1..dV, V. "dp
C, :
(1)
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）； V-一不同有效上覆压力下，岩石孔隙体积的数值，单位为立方厘米（cm3）； dV,/dp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（cm3/MPa)。
5测量仪器
5.1氮孔隙度仪，孔隙度测量范围0.1%～45%，允差不超过±0.5% 5.2岩石孔隙体积压缩系数测定仪：工作压力不低于50MPa，压力传感器允差±0.1%。测量孔隙体积的计量泵体积最小分辨率不低于0.001mL，岩石孔隙体积压缩系数仪流程示意图见图1。
区区
3
X 区
5
1—岩心夹持器；2—围压泵；3—体积计量泵；4—孔隙压力泵；5—压力传感器；6—真空泵；7—阀门
图1岩石孔隙体积压缩系数仪流程示意图
实验步骤 6.1 实验前准备 6.1.1: : 岩心的准备 6.1.1.1在岩石上钻取直径Φ2.50cm或Φ3.80cm的圆柱样品，长度不低于其直径的1.5倍，要求圆柱的两端面平行且垂直于其轴线。 6.1.1.2岩样的清洗按 GB/T 29172 中的规定执行。 6.1.1.3岩样的烘干按 GB/T 29172 中的规定执行。 6.1.1.4按 GB/T 29172 中的规定测定岩样的孔隙度和渗透率。 6.1.1.5用热熔型胶带包在岩心周围，再用热缩性塑料管封包岩样。要求封包时，应将塑料与岩样接
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2 SY/T 5815—2016
触处的空气全部除尽。岩样上如有洞或缺角，应该用热熔性塑料或其他不污染岩样的物质充填。 6.1.2有效上覆压力的确定 6.1.2.1有地层压力资料时，用地层压力作为孔隙压力。没有地层压力资料时，一般采用0.0113MPa/m （0.5psi/ft）的压力梯度计算孔隙压力（压力异常的地层慎用）。 6.1.2.2’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。如果没有压力梯度资料，般采用0.0226MPa/m（1psi/ft）作为压力梯度值（压力异常的地层慎用）。 6.1.2.3最大有效上覆压力为最高上覆压力与孔隙压力之差。 6.1.3盐水的配制
根据地层水资料配制相同矿化度的NaCI 盐水，并对盐水进行抽空处理。 6.1.4仪器常数的标定 6.1.4.1氮孔隙度仪按GB/T 29172 中的规定进行仪器校准。 6.1.4.2仪器空白体积的标定：流程改变时，用氮孔隙度仪测量五次，取其平均值。 6.1.4.3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/kg～200000mg/kg 的NaCl 溶液在30℃时体积系数近似公式见公式（2）：～公式（4）：
_ 0.99985 kic kz P, k,ciPl
(2)
1 kac, k, p, k.CiP.
Pi=145.04ppore Ci = 100
(3)
C
(4)
式中 : ki 常数，其值为0.351104×10６； k2 常数，其值为 0.687323×105；
常数，其值为0.555917×10-11 常数，其值为0.350709×10６
k3
ks 常数，其值为0.993080×10５； ka 常数，其值为 0.166979×10-11； Ppore -孔隙压力的数值，单位为兆帕（MPa）；
-NaCl 溶液浓度的数值，单位为毫克每千克（mg/kg）。
C
6.2测定步骤 6.2.11 保持上覆压力恒定降低孔隙压力法 6.2.1.1将待测岩样放入岩心夹持器中，根据仪器的要求加初始围压。 6.2.1.2对岩样及内压系统抽真空，用盐水饱和岩样和内压系统。 SY/T 5815-2016
6.2.1.3在上覆压力始终高于孔隙压力1.38MPa（200psi）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。 6.2.1.4按实验要求，保持上覆压力恒定，用计量泵以3.45MPa ～6.90MPa（500psi～1000psi）的步长逐点降低孔隙压力。压力稳定后，测定各实验点的孔隙体积，直到孔隙压力降到1.38MPa（200psi）时，停止实验。实验点数不少于6个。实验数据填入岩石孔隙体积压缩系数测定原始记录表格中（参见附录 A)。 6.2.1.5测定完成后，释放上覆压力和孔隙压力，取出岩样，清洗管线，恢复仪器初始状态。 6.2.2　保持孔隙压力恒定升高上覆压力法 6.2.2.1将待测岩样放入岩心夹持器中，根据仪器的要求加初始围压。 6.2.2.2对岩样及内压系统抽真空，用盐水饱和岩样和内压系统。 6.2.2.3用孔隙压力泵给岩心加孔隙压力1.38MPa（200psi），同时加载第一个上覆压力。 6.2.2.4按实验要求，保持孔隙压力恒定，以3.45MPa.～ 6.90MPa（500psi ～1000psi）的步长逐点增加上覆压力。压力稳定后，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，停止实验。实验点数不少于6个。实验数据填入岩石孔隙体积压缩系数测定原始记录表格中 (参见附录A)。 6.2.2.5测定完成后，释放上覆压力和孔隙压力，取出岩样，清洗管线，恢复仪器初始状态。
7计算方法 7.1岩石孔隙体积压缩系数的计算方法 7.1.1有效上覆压力计算
根据岩石孔隙体积压缩系数测定实验中的上覆压力和孔隙压力，按照公式（5）计算出对应各点的有效上覆压力。
(5)
Peob=PobPpore
式中: Peob -有效上覆压力的数值，单位为兆帕（MPa）； Pob—上覆压力的数值，单位为兆帕（MPa）； Ppore——孔隙压力的数值，单位为兆帕（MPa)。
7.1.2孔隙体积计算
实验时保持上覆压力不变，逐点降低孔隙压力的过程，相当于岩心承受的有效上覆压力不断增大的过程。在这一过程中每个孔隙压力下，岩心中盐水的排出量Vpump由计量泵测得，盐水的排出量 Vpump 是个综合量，它包括累积盐水膨胀量 Ve、仪器的收缩量Vis 和岩样的孔隙收缩量 Vps，即：
. (6)
Vpump=VeVisVps
岩样的孔隙收缩量 Vps等于常压下孔隙体积 Vp。与每个实验点的孔隙体积Vpi 的差，即：
Vps=VpoVpi
(7)
某实验点的有效上覆压力下对应的岩样的孔隙体积Vpi 为：
4