ICS 75.020 E 20 备案号：57652—2017
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 6385—2016 代替SY/T6385—1999
覆压下岩石孔隙度和渗透率
测定方法
Porosity and permeability measurement under overburden pressure
2016-12—05发布
2017—05—01实施
国家能源局 发布 SY/T6385—2016
目 次
前言
II
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义原理及方法
4 5 仪器设备 6 7 实验步骤 8
实验准备
3
数据处理数值修约 10 原始记录和测定报告格式附录A（资料性附录）覆压下岩石孔隙度和渗透率测定原始记录格式附录B（资料性附录）覆压下岩石孔隙度和渗透率测定报告格式
A
9
6
6
8 SY/T6385—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《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SYT6385—1999《覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法》。与SYT6385—1999相比，主要做了如下修订：
增加了主要术语的英文描述（见第3章）：对测定原理和方法做了更加详细的阐述（见第4章）：增加了疏松砂岩的前处理技术要求（见6.1.2和6.1.3）：增加了孔隙度和渗透率的计算公式（见8.1和8.2）。
本标准由油气田开发专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石化股份公司胜利油田分公司勘探开发研究院、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）、国家能源稠（重）油开采研发中心（中国石油辽河油田公司勘探开发研究院）、华北油气分公司石油工程技术研究院。
本标准主要起草人：王胜、李奋、曲岩涛、刘其成、李培伦、张礼臻、张祖波、吕伟峰、乔国安、 伦增珉、张泉。
II SY/T 6385—2016
覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法
1范围
本标准规定了覆压下岩石孔隙度和渗透率测定的基本原理、测定方法和主要仪器设备的技术指标。
本标准规定了气体作为覆压下岩石孔隙度和渗透率的测定介质。 本标准规定了静水压力加压方式下岩石孔隙度和渗透率的测定方法。 本标准适用于沉积岩覆压下孔隙度和渗透率的测定，其他类型岩石可参照执行。
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/T29172—2012岩心分析方法 SY/T5815岩石孔隙体积压缩系数测定方法
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overburdenpressure 上部覆盖岩石层加在下部岩石单元上的压力。
3.2
孔隙压力 pore pressure 地层孔隙所承受的流体压力，亦称地层压力。
3.3
有效上爱压力effective overburdenpressure 上覆压力与孔隙压力之差。
4原理及方法 4.1概述
实验室常用静水压力加压的方式对岩样施加上覆压力，即岩样在各个方向上受到的应力均相等。 通常采用保持孔隙压力不变、逐渐增大上覆压力实现不同压力下的孔隙度和渗透率的测定。 4.2孔隙度测定原理及方法
岩石孔隙度即为岩石孔隙体积与总体积之比，通过测定岩石的总体积、颗粒体积和孔隙体积三个
1 SY/T 6385—2016
参数中的任意两个即可获得岩石的孔隙度。在覆压条件下，岩石的总体积、颗粒体积和孔隙体积均发生变化，其中颗粒体积的变化非常小，在忽略颗粒体积变化的前提下，测定岩石的总体积和孔隙体积来获得孔隙度。
4.3渗透率测定原理及方法
气体渗透率测定方法分稳态法和非稳态法两种：稳态法渗透率的测定依据达西定律，即流体通过单位横截面积多孔介质的体积流速（即体积流量）与势能梯度成正比，与流体的黏度成反比。非稳态法是采用“压力下降”技术，也就是采用孔隙压力随时间的衰减变化规律计算岩石的渗透率。
5仪器设备
5.1 覆压下岩石孔隙度和渗透率测定仪：
技术指标：工作压力不小于50.0MPa，压力传感器精度土0.1%。 5.2气孔隙度测定仪：
技术指标：氢气注人压力为0.70MPa~1.50MPa，压力传感器精度±0.1%。 5.3其他工具和仪表：
a）大气压力表：0.4级。 b）游标卡尺：分度值为0.02mm。
6实验准备
6.1岩样钻取 6.1.1胶结岩样钻取
按GB/T29172一2012的要求，依据仪器设备的岩心夹持器尺寸钻取柱状岩样，岩样长度与直径之比不小于1.0，确保圆柱的两个端面平行且垂直于其轴线。 6.1.2疏松岩样钻取 6.1.2.1将疏松岩心置于低温环境里充分冷冻，确保岩样在钻切过程中不变形。 6.1.2.2以液氮作为循环介质，依据仪器设备的岩心夹持器尺寸在已充分冷冻的岩心上钻取柱状岩样，岩样长度与直径之比不小于1.0，要求圆柱的两个端面平行且垂直于其轴线。 6.1.3疏松岩样包封 6.1.3.1用聚四氟乙烯生胶带将岩样轴面包裹两层，岩样两个端面各放置两层尺寸合适的钢丝网（其中内层为200目，外层为80目~100目），再用热缩套或锡（镍）皮包封岩样轴面，并将钢丝网紧贴岩样端面后固定。注意岩样上如有较大的缺口或孔洞时，需用其他不污染岩样的物质（如混凝土或者有机玻璃胶等）充填。 6.1.3.2将包封好的岩样放回低温环境里再次充分冷冻。 6.1.3.3以合适的压力（常用2.75MPa）对岩样封压，使包封材料与岩样充分结合。 6.2岩样清洗
岩样清洗按GB/T29172—2012的要求执行。
2 SY/T 6385—2016
6.3岩样烘干
岩样烘干按GB/T29172—2012的要求执行。 6.4确定上覆压力
按SY/T5815的规定执行。 6.5测试介质
孔隙度测定气体为干燥的工业级气，渗透率测定气体为干燥的工业级氢气、氮气或空气。
7实验步骤 7.1测定岩样颗粒体积或孔隙体积
按GB/T29172—2012的要求测定，测定数据记录参考附录A。 7.2测定覆压下孔隙度和渗透率 7.2.1仪器准备：接通电源整机充分预热，对仪器的压力系统、参比系统进行实验前的校准。 7.2.2按照GB/T29172—2012的要求测定岩样在常压下的孔隙度和渗透率。 7.2.3岩样安装：将岩样装人岩心夹持器中，按要求对岩样施加初始压力，一般为5.00MPa。 7.2.4按实验要求逐点增加上覆压力，保持压力恒定，测定岩样在各个压力点的孔隙体积和渗透率。 直到6.4确定的最高上覆压力点时结束实验（至少测定5个压力点），测定数据记录参考附录A。 7.2.5实验完成后，取出岩样，按仪器要求关闭气源和电源，并做必要的除尘和维护。
8数据处理 8.1孔隙度计算 8.1.1总体积
覆压下岩石孔隙度测定样品为规则的柱塞样，总体积的测定用游标卡尺直接丈量岩样的长度和直径，通过公式（1）计算其总体积。
V=nD'L
(1)
4
式中： V一一岩样总体积，单位为立方厘米（cm） D岩样直径，单位为厘米（cm）： L一一岩样长度，单位为厘米（cm）。 对于疏松岩样必须考虑包封材料的影响，用游标卡尺直接丈量包封后岩样的长度、直径、岩样轴
面包封层厚度和岩样端面包封层厚度，通过公式（2）计算其总体积。
V,=(D-d)'(L-l)
(2)
4
式中：
3 SY/T6385—2016
C-Q-hw"L
(6)
200A
式中： C常数，无因次： Q一流量孔板的流量值，单位为立方厘米每秒（cm/s）： hw水柱高度，单位为毫米（mm）。
8.2.2气体非稳态法渗透率的计算
采用流量管渗透率测定仪时的计算方法见公式（7）：
B·L·Hg A-t
K.
(7)
式中： B—常数，无因次： μg—测试气体黏度，单位为毫帕秒（mPa·s）； t—测定时间，单位为秒（s）。 采用“压力下降法”测定时按GB/T29172—2012中7.7.2的方法计算。
8.3确定岩石体积应变系数
岩石的体积应变系数α与岩石的泊松比“有关，两者具有以下关系：
1~ 3(1-)
a
(8)
式中： a岩石体积应变系数，无因次；岩石的泊松比，无因次。 不同岩性的岩石泊松比不同，一般在0.2～0.4之间。要获得准确的泊松比需要通过岩石力学测
定仪测定，根据测定的实际值通过公式（8）计算，如果没有实际测定值，可选中间值0.3代替进行计算。 8.4单轴向压力下的孔隙度和渗透率数值转换
岩石在覆压下的孔隙度和渗透率是在岩样轴向和径向施加相同压力下测定的，即为静水压力加压条件下的测定值，在地层条件下认为下部岩石只受上覆岩石的压力，所以需要对静水压力加压条件下的测定值向单轴向压力下的数值转换。
a）绘制有效上覆压力与孔隙度、渗透率变化系数曲线。 用岩样在不同压力下测得的孔隙度值和渗透率值除以岩样在7.2.2中测定的孔隙度值和渗透
率值，分别得到孔隙度变化系数（中，中。）和渗透率变化系数（k/k。），再以有效上覆压力为横坐标，孔隙度变化系数和渗透率变化系数为纵坐标，在同一坐标下绘制出相应的变化曲线，如图1 所示。
b）计算单轴向压力下的孔隙度。 在图1横坐标上找到所需的有效上覆压力值A点，由A点垂直向上交曲线1于B点，B点纵坐
标即为静水压力下的孔隙度变化系数中”用中，乘以地面孔隙度中。得出静水压力下的孔隙度中
5