ГОСТ 26450.2-85 Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации

Обозначение:
ГОСТ 26450.2-85 Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации
Тип:
ГОСТ
Название:
Дата актуализации текста:
Дата актуализации описания:
73.020
Дата последнего изменения:
Дата завершения срока действия:
gost34701
gost_26450.2-85.docx PHPWord

УДК 553.98.061.4.082:539.217.3 Группа А09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОРОДЫ ГОРНЫЕ

Метод определения коэффициента
абсолютной газопроницаемости при
стационарной и нестационарной фильтрации

Rocks. Method for determination
of absolute gas permeability coefficient
by stationary and non-sfationary filtration
ОКСТУ 0209

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 фев-
раля 1985 г. № 424 срок действия установлен

с 01.07.86
до 01.07.91

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на горные породы, на-
сыщенные в природных условиях нефтью, газом или водой и ус-
танавливает метод лабораторного определения коэффициента аб-
солютной газопроницаемости при стационарной и нестационар-
ной фильтрации с линейным и радиальным направлением потока
газа для получения информации о фильтрационных свойствах изу-
чаемых пород.

Стандарт не распространяется на рыхлые горные породы.

Сущность метода заключается в определении постоянной (ста-
ционарной) или переменной (нестационарной) скорости фильтра-
ции газа через образец горной породы в линейном или радиаль-
ном направлении под действием разности давлений. При стацио-
нарной фильтрации скорость определяется известным объемом га-
за, прошедшим через образец за фиксированный отрезок времени
при постоянной разности давлений; при нестационарной фильтра-
ции скорость также определяется известным объемом газа, про-
шедшим через образец за фиксированный отрезок времени, но
при переменной разности давлений на входе и выходе из образ-
ца.

установка для определения абсолютной газопроницаемости при
стационарной и нестационарной фильтрации (чертеж), конструк-
ция которой предусматривает наличие источника давления или
разрежения, регулятора давления, кернодержателя и измерителей
давления и расхода газа и удовлетворяет следующим требовани-
ям:

при стационарной фильтрации источником давления служит
баллон с газообразным азотом или воздухом или компрессор сжа-
того воздуха. Газ очищают от паров воды и загрязняющей пыли с
помощью фильтра и хлористого кальция;

измерителями давления служат технические или образцовые
пружинные манометры, мановакуумметры двухтрубные с ртутным
или водяным заполнением с длиной шкалы 800 мм, микромано-
метры;

в качестве измерителей расхода газа используют газомеры лю-
бых конструкций;

при нестационарной фильтрации источником разрежения слу-
жит вакуум-насос, источником давления (для пневмообжим а) —
баллон с газообразным азотом или воздухом или компрессор сжа-
того воздуха;

в качестве измерителя объема и изменения перепада давления
используют однотрубный или двухтрубный пьезометр с известны*
ми характеристиками, расчет которых в виде таблицы коэффи-
циентов представлен в обязательном приложении 3;

в кернодержателе для линейной фильтрации боковая поверх-
ность образца зачехляется в тонкостенную резиновую манжету,
прижимаемую к боковой поверхности образца под действием дав-
ления газа или жидкости, допускается использовать толстостенные
резиновые конические муфты с внутренним цилиндрическим или
квадратным отверстием для образца;

в кернодержателе для радиальной фильтрации уплотнению
подлежат торцевые поверхности цилиндрического образца с осе-
вым отверстием и плоскопараллельными торцами. Уплотняющими
прокладками служат диски из мягкой листовой резины; в одной
из прокладок предусмотрено отверстие для сообщения осевой по^
лости образца с источником давления или разрежения.

мерение расхода газа через образец при различных перепадах
давления в пределах Ы0~3—3*10-1 МПа.

103-Q'fx*/>6ap L
Аг^ ДР(ДР/2+Рбар) * F

где /Сг — коэффициент газопроницаемости, измеренный при задан-
ном среднем давлении в образце, 10_3 мкм2 (миллидар-
си);

Q= — расход газа, замеренный на выходе из образца (при
атмосферных условиях), см3/с;

V —объем газа, прошедший через образец, см3;
t — время фильтрации, с;

р —вязкость газа при условиях фильтрации (Рср, £°С),
МПа-с (миллипаскаль-секунда )г численные значения р в
зависимости от температуры приведены в таблице;

АР —перепад давления на образце между входом и выходом.
0,1 МПа;

Рбар —барометрическое давление, 0,1 МПа;

L —длина образца, см;

F —площадь поперечного сечения образца, см2.

Вязкость азота и воздуха в зависимости от температуры

СС

Вязкость,

МПа* с

 

азот

воздух

10

0,01715

0,01758

11

0,01721

0,01763

12

0,01726

0,01768

13

0.01731

0,01773

И

0,01736

0,01778

15

0,01741

0,01783

16

0,01746

0,01788

17

0,01751

0,01793

18

0,01756

0,01798

19

0,01761

0.01803

20

0.01766

0,01812

21

0,01768

0,01818

22

0,01771

0.01822

23

0,01773

0,01829

24

0.01776

0,01834

25

0 01778

0,01840

26

0,01782

0.01845

27

0,01786

0,01849

28

0,01791

0,01854

29

0,01795

0,01858

30

0,01799

0,01863

31

0,01803

0,01867

32

0,01807

0,01872

33

0,01812

0,01877

34

0,01816

0,01881

35

0,01820

0,01886

36

0,01824

0,01890

37

0,01828

0.01895

38

0,01833

0,01899

39

0,01837

0,Oil 904

40

0,01841

0,01909

 

 

Соотношения между единицами измерений в системе СИ и нс-
пользуемыми в практике при определении проницаемости приве-
дены в справочном приложении 2.

O-p-Рбпр lg ^

Лг~ AP(APl2^P6apDi' Н

где П — внешний диаметр образца керна, см;

d — внутренний диаметр центрального отверстия, см;

Я— высота исследуемого образца керна, см.

Остальные обозначения в соответствии с п. 5.1.1.

 

где С — постоянный коэффициент, зависящий от геометрических
размеров прибора и условий проведения опыта. Методика
вычисления коэффициента С изложена в обязательном
приложении 3;

t — время фильтрации в заданных пределах (выбранных ре-
перах), с;

L, F — размеры образца в соответствии с п. 5.1.1.

О

С lg~d

Кг- -Ь-367--^ ,

где D, d, Я—размеры образца в соответствии с п. 5.1.2. Осталь-
ные обозначения— в соответствии с п. 5.2.1.

ПРИМЕШI

Рекомендуемое
Таблица 1

Форма записи результатов при определении коэффициента абсолютной газопроницаемости с примером

записи результатов (стационарная фильтрация)

Форма записи результатов при определении коэффициента абсолютной газопроницаемости
с примером записи результатов ((нестационарная фильтрация)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

РАЗМЕРНОСТЬ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПРОНИЦАЕМОСТИ

Размерность коэффициента проницаемости в системе единиц СИ выра-
жается в м-. В практике используют за основную единицу проницаемости
J дарси, а также более мелкую единицу 1 миллидарси.

Для перевода используемых в практике единиц измерения при определе-
нии проницаемости в единицы системы СИ используют приведенные ниже со-
отношения:

Измеряемая

величина

Обозначения

Единицы, применя-
емые на практике
при определении
проницаемости

Единицы системы СИ

Проницаемость

К пр

1 дарси

0,9869-10-12 м2= 1 мкм2
(микрометр квадратный)

 

 

3 миллидарси

10-3 мкм2

Расход

Q

1 см3

1 CM3/C—10"6 м3

Площадь

F

1 см2

1 см2 = 10~4 м2

Длина

L

3 см

1 см—10~2 м

Давление'’'

Р

1 атм. физ.

1,01325*105 Па^

~ 10-1 2 МПа (мегапас-
каль)

Вязкость (ди-
намическая)

 

1 пуаз

10-3 Па*с= 1дПа*с
(деципаскаль-секунда)

 

 

1 сантипуаз

10-1 Па*с=1 мПа*с
(миллипаскаль-секунда)

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА С ДВУХТРУБНОГО ПЬЕЗОМЕТРА,
ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ
ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Величина С является комбинированным коэффициентом пьезометра, за-
зисящим от геометрических размеров аппарата (чертеж), барометрического

Принципиальная схема устройства
двухтрубного пьезометра

mV9-]-f- (mhxи)
f ’//бар

1+ 5 — коэффициент, учитывающий опускание уровня в сосуде, в ко-
торый погружен пьезометр;

S — площадь сечения сосуда, см2;

/ — площадь сечения пьезометрической трубки, см2;

Ябар — высота столба воды, соответствующая барометрическому давлению,
см вод. ст. Изменение величины Ябар практически не влияет на точ-
ность определения проницаемости, ввиду чего в расчетах можно
принять Ябар = const (в общем случае Ябар—1000 см);
hi — отметка верхнего (начального) отсчетного репера пьезометрической
трубки над уровнем воды, см;

hi—отметка текущего (конечного) отсчетного репера пьезометрической
трубки над уровнем воды, см;

ho — отметка нулевого отсчетного репера пьезометрической трубки (уро-
вень воды);

и — высота капиллярного поднятия в пьезометрической трубке, см.

а2

При малых радиусах трубки и~— , где а2 — капиллярная постоянная, равная?

для воды при комнатной температуре — IS-10-2 см2, а г — внутренний радиус'
трубки, см;

уь — объем между нижним торцом образца и верхним отсчетным репе-
ром (мертвый объем), см3;

р — вязкость воздуха в зависимости от температуры, дПа*с.

Оптимальной является конструкция аппарата со следующими размерами*
иьезометрических трубок:

диаметр малой трубки — 0,25—0,30 см;
диаметр большой трубки — 2,50 см;

малая трубка — й!==;70 см, Я2 = 65 см, Я3 = 53 см, Яч = 5 см;
большая трубка Я| = 70 см, Я2 = 53 см, йз—5 см.

Вычисления производят следующим образом.

и /ц относительно h0 — путем измерения расстояния между репером й0 и со-
ответствующим отсчетным репером с точностью — 0,05 см.

мертвого объема пьезометрических трубок — Vод ;

объема соединительного трубопровода от пьезометра до кернодержате-

ля — К0,2 ;

мертвого объема кернодержателя — Уо.з*

Объем Hqj известен из данных измерения. Объем Ко,2 вычисляется пс

длине и внутреннему диаметру соединительного трубопровода с погреш-
ностью — 0,5 см3. Объем Ир.з вычисляют по результатам измерения длины и

диаметра сверлений в кернодержателе и оценки объема полости под нижним
торцом образца с точностью 0,5 см3.

При определении коэффициентов для измерения проницаемости при ра-
диальной фильтрации в объем Vq,3 включают объем центрального осевого от-
верстия в образце, исходя из средних значений диаметра и высоты сверления
(наиболее принятые значения d= 1,0 см; //=5,0 см).

Определение мертвого объема не требует высокой точности ввиду малого
влияния этой величины на точность измерения проницаемости.

 

6 Площадь сечения сосуда S вычисляют по размерам с погреш-
ностью — 0,1 см2.

Таблица составлена по результатам градуировки реального пьезометра;
при близких геометрических размерах используемого пьезометра к рекомен-
дуемым, величины вычисленных коэффциентов С должны иметь тот же по-
рядок.

Таблица 1

Коэффициенты С в зависимости от температуры воздуха

Трубка

пьезометра

Реперы

Множитель

14

1

15

'ewnepai

16

ypa, °C
17

18

19

Малая

h}—h3

10*

1,83

1,84

1,84

1,85

1,85

1,85

 

 

10*

6,67

6,69

6,70

6,72

6,74

6,76

 

h\~ht

10»

6,77

6,79

6,81

6,83

6,85

6,83

Большая

hr ~h%

10*

2,02

2,03

2,01

2,04

2,05

2,05

 

ih—h-i

1Q5

2,17

2,17

1,18

1,19 1

2,19

2,20

 

 

Продолжение

Трубка

пьезометра

Реперы

Множитель

Температура, QC

 

 

 

20

21

22

23

24

25

26

Малая

ftg

Ю2

1,87

1,87

1,88

1,88

1,90

1,90

1,90

 

hj—кз

Ю2

6,79

6,82

6,83

6,83

6,88

6,90

6,90

 

h\~K

10»

6,90

6,92

6,94

6,97

6,99

7,01

7,02

Большая

fl j— Tig

10*

2,OS

2,07

2,08

2,08

2,09

2,10

2,10

 

ht~h3

105

2,21

2,22

2,23

2,24

2,25

2,25

2,25

 


ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ЗАКОНА ДАРСИ, ВЛИЯЮЩИЕ
НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ

1. При измерении газопроницаемости возникают отклонения от закона Дар-
си. Основными источниками этих отклонений являются скольжение газа, осо-
бенно заметное в области низких давлений и малых проницаемостей, и потери
давления, пропорциональные квадрату фильтрации, несущественные лишь в об-
ласти малых перепадов давления.

Величина абсолютной газопроницаемости К абс связана с величиной про-
ницаемости, измеренной при заданном среднем давлении, соотношением

где А абс—абсолютная проницаемость;

А' г — значение газопроницаемости, определенное при данном среднем:
давлении (Рср);

Ь—коэффициент скольжения (Клинкенберга), зависящий от типа поро-
ды и фильтруемого газа.

Значение К абс может быть получено непосредственными измерениями прв
различных средних давлениях или путем введения поправки на скольжение
в величину Кг .

Максимально допустимые величины перепада давления в процессе опре^
деления следует устанавливать из условий сохранения линейного закона фильт-
рации (см. п. 2).

на коллекции образцов, являющейся представительной по отношению к ис-
следуемому массиву, определяют Кг при различных средних давлениях и
строят зависимости /(г = f (1/Рср ) согласно п. 4;

для каждого образца вычисляют величину коэффициента скольжения, как.

строят зависимость b — f(Kабс);

на основании полученной зависимости строят номограмму в координатах
Кг—Кабс /Кг с шифром кривых Рср» являющуюся графическим решением
уравнения и. 3. В качестве примера на чертеже приведена обобщенная номо-
грама для определения Кабс .

При отсутствии специальных исследований по обоснованию значения поправ-
ки на скольжение, изложенных выше, для определения приближенных значе-
ний /Сабе может быть использована номограмма, приведенная на чертеже.

Номограмма для вычисления поправки
к газопроницаемости
за счет скольжения газа

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное

ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
АБСОЛЮТНОЙ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ

J. Стационарная фильтрация

Погрешность измерения коэффициента абсолютной газопроницаемости в со-
ответствии с расчетной формулой определяют как:

АК_ АРбар L ЬР 2АРбар4-АР AV Ац At AL ^ AF АКР

' ~Р~ 2Роар+Р 'Г ~ 'Г ' ~ ЛГ ’

где знак Д перед величиной придает последней значение частной погрешности,
V и / — объем газомера и время измерения соответственно, Р величина
рабочего перепада давлений, ДКр— погрешность условий уплотнения образца.

В случае измерения барометром-анероидом можно принять АРбар “
= 3*I0~4 МПа. Тогда, положив Рбар — ОД МПа, получим

АР = 0,2 см водяного столба, тогда при Pmin =10 см и Ртах —S0 см

АР

2>“р->0,23% -

АР — 0,005'0,4^2*10~s МПа, тогда при Pmin=6-10^2 МПа и Ртах^
= 3,2-10-1 МПа.

АР

3,3> -р->0,б°ь .

1.3. Погрешность члена

2 АР бар г АР

2Ябар-гР

2АРбарГДЯ

2Р бар-г^

2АРбар ГДР
1>_^ар__ .>0,596.

V500 см3, AV=2 см3 и-у-=0,4%

Величина вязкости принимается в зависимости от температуры. Возмож-
на погрешность, вызванная неточностью оценки температуры. Примем АТ=2 °С.
Для азота при Г = 20 °С 1,766-Ю-5 Па-с, а при Г=18°С р =

= 1,756-10~5 Па-с, тогда Др,г=1-10-7 Па-с и

Для воздуха 1120 1,812-10~5 Па*с, pie= 1,798*10-*5 Па-с
Тогда

• 1С0—0,8%

1,812-10~5

Цена деления секундомера составляет 0,2 с. Тогда при tmin~ 50 с и

^max = 500 С

0,4> —>0,01% .

AF AD

Суммарная погрешность измерения размеров, поскольку ~р~ = 2-g-, соста-
вит, принимая D=.L и AD=AL

AL A F ЗДI

L + F= L *

Примем D = L = 2,5 см. Тогда для образца, изготовленного алмазным инст-
рументом

AL , AF 0,2
L Т =3' 25" •'00=23%.

Последний член представляет погрешность, обусловленную неединообра-
зием условий зачехления образца. Имеющиеся данные позволяют заключить,

АК?

что при муфтах из твердой резины величина достигает 15 и более про-

К

центов. При применении муфт из мягкой резины расхождения результатов
параллельных определений при перезакладке не превосходят 5 % • При изме-
рении проницаемости с применением гидро- или пневмообжима погрешность

члена равна нулю,
л

Д К

0,3+3,3+1.0+0.4+0,8+0,Q4+2,4>-^>0,3+0,6-f-0,5+0,4+

+0,6-0,04+2,4

ак

и 7,9>-^->4,8.

да;

0,3+2,0 4-0,3+0,4+0,8+0,044-2,4>0.3+0,25+0,3+0,-

-^0,6-, 0,04+2 +

ДАС

и 6 ,2> -д^>4,3.

да:

7,9+15> -^->4,3^5,0
ДАС

и 22,9>-дГ->9,3.

2. Нестационарная фильтрация газа

Погрешность измерения коэффициента абсолютной газопроницаемости в
соответствии с расчетными формулами определяется как:

АК АЛ А / Д* AL A F Д{х ДА+

т- т+ т+ т+ х+ -- т+ ~ •

Сумма последних пяти членов уравнения погрешности входит и в урав-
нение погрешности измерения при способе стационарной фильтрации. Величи-

АЛ Af

ны компонентов погрешности ~д~ и ~ не превышают величины погрешнос-
ти измерения давления и объемов газа, используемых при вычислении значе-
ний проницаемости, определенной при стационарной фильтрации газа. Таким
образом, погрешности измерения по схеме нестационарной фильтрации не пре-
восходят погрешностей для стационарной фильтрации.

Редактор Я. В. Бобкова
Технический редактор Я. 5. Келейникова
Корректор В. Я. Евтеева

Сдано в наб. 25.03.85 Подп. в печ. 14.06.85 2,0 уел. п. л. 2,0 уел. кр.-отт. 1,86 уч.-изд. ж

Тир. 16000 Цена 10 коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123840, Москва, ГСП,

Новопресненский пер., 3.

Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак*. 884


* На практике давление измеряют пружинными, ртутными или водяными
манометрами. Для перевода в физические атмосферы пользуются следующими
соотношениями:кгс/см2 = 0,967841 [атм. физ.]1 мм рт. ст.= 13,1579-10—4 [атм. физ.]

мм вод. ст.—0,967841*104 [атм. физ.}

Впервые эта аббревиатура появилась во времена СССР, и расшифровывается она как Государственный Стандарт. Со временем количество госстандартов увеличилось, и за их несоблюдение нарушителям грозила уголовная ответственность. Сегодня наблюдается тенденция к сокращению национальных стандартов.

ГОСТ - это государственный стандарт, свод сформулированных требований, предъявляемых государством к качеству и безопасности продукции, работ и услуг межотраслевого значения. Стандарты, подтверждающие, что они прошли проверку и отвечают всем требованиям безопасности, устанавливаются с учетом современных достижений науки, технологий и опыта.

Зачем нужен ГОСТ

ГОСТы призваны регламентировать, какие качества должны быть у продукции, вырабатываемой и продаваемой на территории конкретной страны. В наше время есть госстандарты, касающиеся любой отрасли промышленности и других сфер нашей жизни. Их задача – установить правила по изготовлению:

  • инструментов
  • продуктов питания
  • одежды и обуви
  • транспорта и всего того, без чего жизнь человека невозможна

В госстандартах указываются продукты, которые можно использовать, возможные методы производства, оборудование, на котором будет производиться изделие, технологии, по которым все это должно производиться, и т.д. Госстандарты, принятые в Российской Федерации, в своем названии, кроме аббревиатуры ГОСТ, имеют букву «Р». Это правила сертификации, на основании которых осуществляются самые разные процедуры, включая экспертизу, процессы и разные способы.

Обязательно ли соблюдать нормативы документа

Их соблюдение было обязательным до 1 сентября 2011 г. В то время считалось, что это поможет держать под контролем качество производимых товаров, а значит защищать здоровье и жизнь населения, животных, растений и пр. Однако с этого дня соблюдение ГОСТов не обязательно, оно носит добровольный характер.

Каждый может сам выбирать и покупать товары, по ГОСТу ли они выработаны или без них. И производитель может решить – изготавливать товар по ГОСТу или по ТУ. Но при этом придется учесть, что многие ГОСТы создавались в эпоху натуральной, а не модифицированной продукции. Но речь не о производственных и других сферах, напрямую касающихся жизни и здоровья людей, использовании стандартов для оборонной продукции или защиты данных, которые составляют государственную тайну или другой информации ограниченного доступа В РФ ГОСТы принимает Госстандарт России. В сфере строительства и промышленности, строительных материалов - Госстрой. Но современный мир пытается перейти на технические регламенты.

Отличие ГОСТ от других стандартов

  • ОСТ. Этот стандарт, который устанавливает требования к качеству продукта в конкретной сфере, разрабатывается там, где нет ГОСТов, или их требования нужно уточнять
  • ТУ. В ходе перехода экономики к рыночным отношениям в обиход вошли технические условия - ТУ. Их цель заключается в регламентировании производство продукции, не попадавшей под действие ГОСТа. Требования ТУ, создаваемых предпринимателями-производителями, не должны противоречить обязательным требованиям ГОСТов
  • Технический регламент. Он устанавливает обязательные условия хранения продукции, ее перевозки и продаж. Главное отличие ГОСТа от ТР заключается в том, что госстандарт характеризуется количественными параметрами выпускаемых изделий, а ТР – условиями применения готовой продукции

Похожие госты