GB/T 39539-2020 页岩储层气体扩散系数的测定技术要求

ICS75.010

E11GB

中华人民共和国国家标准

GB/T39539-2020

页岩储层气体扩散系数的

测定技术要求

Technicalrequirementsfordeterminationofgasdiffusion

coefficientinshalereservoir

2020-11-19发布2021-06-01实施

国家市场监督管理总局告士

国家标准化管理委员会保W

GB/T39539-2020

目次

前言…………·”………I

1范围…

2规范性引用文件…··

3术语和定义…··

4方法提要…··

5仪器设备与材料－

6样品的制备………·……”……”……..2

7测定步骤及要求……·……”……”……..2

8数据处理……·……”……”……..4

9数值修约…·………………”……..4

10精密度………··……”……”……..4

11实验结果数据……·……”……”……..4

附录A（资料性附录）页岩储层气体扩散系数测定实验报告…”……..5

附录B（资料性附录〉扩散系数计算公式推导…·……”………...••••••......6

GB/T39539-2020

前言

本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。

本标准由全国天然气标准化技术委员会（SAC/TC244）提出并归口。

本标准起草单位s中国石油天然气股份有限公司西南泊气回分公司页岩气研究院、中国石油天然气

股份有限公司勘探开发研究院、中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院、中国石化石油工程技术研究

院、中国石泊天然气股份有限公司西南泊气田分公司勘探开发研究院、中国石化胜利泊田分公司勘探开

发研究院、中海泊能源发展股份有限公司工程技术分公司、中海泊研究总院有限责任公司。

本标准主要起草人z李武广、吴建发、胡志明、周玉萍、端祥刚、杨文新、张德良、张鉴、岳文翰、

邓晓航、自玉湖、庞伟、郑强、万欢、王宇蓉、包友书．

I

GB/T39539-2020

页岩储层气体扩散系数的

测定技术要求

1范围

本标准规定了页岩储层气体扩散系数测定的方法和技术要求。

本标准适用于页岩储层中气体扩散系数的测定。

本标准页岩储层气体扩散系数测试范围＇1.0×10-•cm'/s~1.0×10-scm'/s0

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。凡是注目期的引用文件，仅注目期的版本适用于本文

件。凡是不注目期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T195602008煤的高压等温吸附试验方法

GB/T291722012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

页岩储层气体扩散系童Eg田diffusioncoefficientinshaler回ervoir

代表页岩储层中气体扩散能力的一种物理量，单位时间内通过单位面积的气体质量。

注z单位为平方厘米每秒（cm＇／叶．

3.2

气体浓度g回concentration

单位体积页岩样品中含有气体的质量．

注s单位为毫克每立方厘米（mg/cm勺。

4方法提要

首先，将干燥状态或者平衡水状态的柱状页岩样品置于岩心夹持器中，向岩心中饱和气体，待岩心

两端压力平衡后，打开出口端测量岩心压力、产出的气体体积、时间，然后利用Fick扩散理论，计算出页

岩储层中甲烧气体的扩散系数。

5仪器设备与材料

5.1样品制备所需仪器设备包括z

钻样机P

干燥箱p

一一干燥器；

1

GB/T39539-2020

游标卡尺．精度±0.002cm;

一一天平＝感量0.0001ι

5.2扩散仪应有以下配置z

一一岩心夹持器e

一一液压泵z流量精度士0.25%设定值，压力精度士0.25%设定值3

恒温控制系统z范围。℃～150℃s

温度监测系统．精度±0.1℃g

一一压力监测系统·精度士0.1%满量程g

一一气体增压系统，oMPa~40MPa，精度土0.01MPa;

一一时间监测系统z精度±0.1s;

气体流量计2精度士0.1%满量程。

5.3所需材料包括g

甲烧z纯度（体积分数）大于99.99%;

一一氯气z纯度（体积分数〉大于99.99%;

一一硫酸饵过饱和溶液。

6样晶的制备

6.1页岩柱状样

通过钻样机钻取页岩柱状样品，柱状样直径为2.5cm、3.8cm或10cm，长度一般为直径的1.5倍～

3倍，如果需要洗泊，按照GB/T29172-2012的3.6执行，并利用游标卡尺和天平测量样品的尺寸和质

量，样品基础数据参见附录A的表A.1.

6.2干燥基样晶制备

将样品放入干燥箱，在105℃条件下烘干至恒重，取出后放入干燥器内冷却至室温。

6.3平衡木基样晶制备

采用硫酸饵过饱和溶液平衡水基样品制备，具体步骤按照GB/T19560-2008执行．

7测定步骤及要求

7.1装样

将页岩样品装人岩心夹持器中，实验装置如图1所示。

2

GB/T39539-2020

制辈革巍巍

量最气

满4：，英持撞撞气体事辈革量It

固1实验装置示意图

7.2气密性检查

7.2.1调节系统温度，使实验过然中岩心夹持器的温度稳定在测试温度，测试温度通常设定为地层

温度。

7.2.2打开岩心夹持器人口端阀门，向样品中充人氮气，压力设置为样品最高测试压力的1.2倍，关闭

岩心夹持器人口端阀门。

7.2.3采集岩心夹持器人口端和出口端的压力数据，若压力在6h内变化不超过总压力的0.1%，视为

系统气密性良好。

7.2.4若气密性良好，则放空岩心夹持器中的气体，为下一步向样品中饱和气体做准备z若气密性不

好，仍需放空岩心夹持器中的气体，查出漏气原因后，重复7.2.2和7.2.3步骤，直至系统气密性良好后，

放空岩心夹持器中的气体，为下一步向样品中饱和气体做准备。

7.3测定条件设置

7.3.1样晶围压

样品围压设置为岩心取样地层的上覆岩石压力，通过液压泵进行加压。

7.3.2饱和气体压力

饱和气体