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石油工程實習 (99 學年度 ) 滲透率實驗 PowerPoint Presentation
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石油工程實習 (99 學年度 ) 滲透率實驗

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石油工程實習 (99 學年度 ) 滲透率實驗 - PowerPoint PPT Presentation


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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。. 理論基礎.

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Presentation Transcript
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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

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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。
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理論基礎
  • 法國人Henri Darcy(1856)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。

k= Permeability (Darcies)(1.02*10-8cm2)

μ= Viscosity (centipoise)(0.001 kg/m.sec)

Q= Flow Rate (cc/sec)

L= Length of Flow (cm)

A=Cross-sectional Area of Flow (cm2)

P1=Upstream Pressure, atmospheres

P2=Downstream Pressure, atmospheres

Darcy’s Law

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理論基礎

Darcy’s Law:

k = Permeability (Darcies);

μ = Viscosity (centipoise);

Q= Flow Rate (cc/sec);

L= Length of Flow (cm);

A=Cross-sectional Area of Flow (cm2);

p=Pressure (atm) ;

v = Darcian Velocity(Q/A) ;

pu=Upstream Pressure, atmospheres;

pd=Downstream Pressure, atmospheres

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理論基礎
  • 達西定律只在於低流率時適用,是當Forchheimer Equation第二項為零時的一個特別例子。(Brinkman Forchheimer)
  • 通常,達西流稱為穩流,而其它的流動為非穩流。

=Pressure Drop Across Sample

k = Permeability (Darcies)

μ = Viscosity (centipoise)

v = Darcian Velocity(Q/A).

β = Forchhiemer Factor

ρ = Density (gm/cc)

Forchhiemer Equation

Darcy’s Law

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實驗儀器

氣體滲透率儀(PERG-200TM)

上游壓力Upstream Pressure (psig)

與氮氣連接

溫度計

氣體流率Gas flow rate(cc/min)

岩心筒

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實驗儀器-氣體滲透率儀
  • 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。

氣體流率Gas flow rate(cc/min)

上游壓力Upstream Pressure (psig)

Core holder inlet

V1(控制是否讓氮氣流通)

調節閥(regulator)

Core holder outlet

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實驗儀器-岩心筒

樣品室蓋

轉盤(鎖緊樣品室用)

岩心放置處

轉盤(鎖緊樣品室用)

氣體由此流入岩心室

螺旋(鎖緊樣品室用)

Core holder inlet

橡膠圈

Body

氣體由此流出岩心室

  • Fancher core holder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。

Core holder outlet

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實驗儀器-氮氣瓶

氮氣瓶閥門

總壓力計(氮氣瓶內的壓力)

氮氣壓力流量調整器

使用壓力計(流出的氮氣壓力)

調整器

氮氣由此流出

不鏽鋼瓶

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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。

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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。

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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)。

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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。

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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。

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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。
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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:30 cc/min
    • (2)壓力表讀數:0.25 psig
    • (3)岩心直徑:2 cm
    • (4)岩心長度:2 cm
    • (5)溫度計讀值:20 ℃
    • (6)由右圖得黏滯度:0.01748cp

0.01748 cp

20 ℃

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實習位置及時間
  • 分組:雲平大樓東棟8F
    • 上課時間 依分組
    • 1,5 2,6 3,7 4,8
    • 8:30 9:00 9:30 10:00
  • 大班:大二教室
    • 上課時間 8:30