JPH0421132B2 - - Google Patents

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JPH0421132B2
JPH0421132B2 JP61505608A JP50560886A JPH0421132B2 JP H0421132 B2 JPH0421132 B2 JP H0421132B2 JP 61505608 A JP61505608 A JP 61505608A JP 50560886 A JP50560886 A JP 50560886A JP H0421132 B2 JPH0421132 B2 JP H0421132B2
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JP
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pressure
manifold
volume
sample holder
valve
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Sutanrei Shii Joonzu
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Marathon Oil Co
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Publication of JPH0421132B2 publication Critical patent/JPH0421132B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
    • G01N15/0826—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/088—Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

請求の範囲 １ コアサンプルを保持するサンプルホルダーと
選択的に流体連絡状態にあるマニホールドを備え
た装置を用いて緊密コアサンプルの細孔容量を測
定する方法であつて、前記サンプルホルダーは出
口部を有し、前記方法は下記の工程(a)乃至(k)から
なることを特徴とする方法： (a) サンプルホルダーとマニホールドとを流体連
絡状態に維持しながらサンプルホルダーの出口
部を密閉する工程、 (b) マニホールドとサンプルホルダーを予め決め
られた圧力PFILLまで気体で加圧する工程、 (c) 圧力変換器とサンプルホルダーとを流体連絡
状態に維持しながらサンプルホルダーと圧力変
換器をマニホールドからシールする工程、 (d) サンプルホルダー内の気体圧力が第一の平衡
圧力PE1に達するまで待機する工程、 (e) マニホールドとサンプルホルダーの間の位置
にある圧力変換器を用いて前記圧力PE1の値を
測定する工程、 (f) マニホールドが大気圧となるようにマニホー
ルドを大気に通気する工程、 (g) シールされたマニホールドが大気圧にとどま
るよう前記の通気に応答してマニホールドをシ
ールする工程、 (h) サンプルホルダー、マニホールドおよび圧力
変換器が相互に流体連絡状態となるように、前
記第一の平衡圧力PE1で加圧されている気体を
サンプルホルダーからマニホールド内へ搬送す
る工程、 (i) 搬送された加圧気体が第二の平衡圧力PE2に
達するまで待機する工程、 (j) 前記の位置にある圧力変換器を用いて前記圧
力PE2の値を測定する工程、および (k) 前記第一および第二の平衡圧の測定値に基い
てサンプルホルダー内のコアサンプルの細孔容
量Vpを決定する工程。
２ コアサンプルを保持するサンプルホルダーと
選択的に流体連絡状態にあるマニホールドを備え
た装置を用いて緊密コアサンプルの細孔容量を測
定する方法であつて、前記サンプルホルダーは出
口部を有し、前記方法は下記の工程(a)乃至(l)から
なることを特徴とする方法： (a) 実質的に細孔容量Vp＋サンプルホルダーお
よびマニホールドとサンプルホルダーとの間の
ラインの空量Vdに等しいマニホールド容積Vp
（式５）を用意する工程、 (b) サンプルホルダーとマニホールドとを流体連
絡状態に維持しながらサンプルホルダーの出口
部を密閉する工程、 (c) マニホールドとサンプルホルダーを予め決め
られた圧力PFILLまで気体で加圧する工程、 (d) 圧力変換器とサンプルホルダーとを流体連絡
状態に維持しながらサンプルホルダーと圧力変
換器をマニホールドからシールする工程、 (e) サンプルホルダー内の気体圧力が第一の平衡
圧力PE1に達するまで待機する工程、 (f) 圧力変換器を用いてマニホールドとサンプル
ホルダーの間の位置における前記圧力PE1の値
を測定する工程、 (g) マニホールドが大気圧となるようにマニホー
ルドを大気に通気する工程、 (h) シールされたマニホールドが大気圧にとどま
るよう前記の通気に応答してマニホールドをシ
ールする工程、 (i) サンプルホルダー、マニホールドおよび圧力
変換器が相互に流体連絡状態となるように、圧
力PE1で加圧されている気体をサンプルホルダ
ーからマニホールド内へ搬送する工程、 (j) 搬送された加圧気体が第二の平衡圧力PE2に
達するまで待機する工程、 (k) 圧力変換器を用いて前記圧力PE2の値を測定
する工程、および (l) 前記第一および第二の平衡圧の測定値に基い
てサンプルホルダー内のコアサンプルの細孔容
量Vpを決定する工程。
３ サンプルホルダーと圧力変換器がそれらの間
のラインをシールすることによつてマニホールド
からシールされている請求の範囲第２項記載の方
法。
４ コアサンプルを保持するサンプルホルダーと
選択的に流体連絡状態にあるマニホールドを備え
た装置を用いて緊密コアサンプルの細孔容量を測
定する方法であつて、前記サンプルホルダーは出
口部を有し、前記方法は下記の工程(a)乃至(j)から
なることを特徴とする方法： (a) 実質的に細孔容量Vp＋サンプルホルダーお
よびマニホールドとサンプルホルダーとの間の
ラインの空量Vdに等しいマニホールド容積Vp
（式５）を用意する工程、 (b) サンプルホルダーとマニホールドを流体連絡
状態に維持しながらサンプルホルダーの出口部
をシールする工程、 (c) マニホールドとサンプルホルダーを予め決め
られた圧力PFILLまで加圧する工程、 (d) 圧力変換器とサンプルホルダーを流体連絡状
態に維持しながらサンプルホルダーと圧力変換
器をマニホールドからシールする工程、 (e) サンプルホルダーとマニホールドの間の前記
ライン上の位置にある圧力変換器を用いて第一
の平衡圧力PE1の値を測定する工程、 (f) マニホールドが大気圧となるようにマニホー
ルドを大気に通気する工程、 (g) シールされたマニホールドが大気圧にとどま
るように前記の通気に応答してマニホールドを
シールする工程、 (h) サンプルホルダー、マニホールドおよび圧力
変換器が相互に流体連絡状態となるように、前
記第一の平衡圧力PE1で加圧されている気体を
サンプルホルダーからマニホールド内へ搬送す
る工程、 (i) 前記の位置にある圧力変換器を用いて第二の
平衡圧力PE2の値を測定する工程、および (j) 第一および第二の平衡圧力PE1およびPE2の測
定値に基いてサンプルホルダー内のコアサンプ
ルの細孔容量Vpを測定する工程。
５ サンプルホルダーと圧力変換器がそれらの間
のラインをシールすることによつてマニホールド
からシールされている請求の範囲第４項に記載の
方法。
６ コアサンプルを保持するサンプルホルダーと
選択的に流体連絡状態にあるマニホールドを備え
た装置を用いて緊密コアサンプルの浸透率を測定
する方法であつて、前記サンプルホルダーは出口
部を有し、前記方法は下記の工程(a)乃至(g)からな
ることを特徴とする方法： (a) サンプルホルダーの出口部を閉じる工程、 (b) マニホールドとサンプルホルダーを予め決め
られた圧力PFILLまで気体で加圧する工程、 (c) マニホールドをサンプルホルダーから選択的
にシールする工程、 (d) サンプルホルダーの出口部を開けて大気圧と
する工程、 (e) サンプルホルダーとマニホールドとの間のシ
ール部の容積からコアサンプルおよび出口部を
通して気体を流し、サンプルホルダー内の圧力
PFILLを大気圧まで減少させる工程、 (f) 圧力変換器を用いて圧力の減少中マニホール
ドとサンプルホルダーの間の位置における瞬間
的な圧力値を経時的に予め決めた回数測定する
工程、 (g) 前記の経時的な瞬間的圧力の値からコアサン
プルの浸透率を決定する工程。
７ コアサンプル７０を保持するサンプルホルダ
ー６０と選択的に流体がライン１１２，１１４を
介して連絡し、前記サンプルホルダー６０は更に
大気圧に至るまで開口できる出口バルブ１２０を
備えた、緊密コアサンプルの細孔容量を測定する
ための改良装置であつて、前記装置は： 前記ライン１１２，１１４を選択的に開閉する
ための前記ライン１１２，１１４に連結されたバ
ルブ１１０、前記バルブ１１０と前記サンプルホ
ルダー６０との間の位置にある前記ライン１１４
に連結された変換器５０、 実質的に前記コアサンプルの細孔容量Vp＋前
記ライン１１４、前記サンプルホルダー６０およ
び前記変換器５０へ至るライン５２の空量Vdに
等しい容積Vpを持つように形成されたマニホー
ルド４０、 バルブ１２０を閉じたとき充填圧力PFILLで前
記マニホールド４０とサンプルホルダー６０内へ
気体を搬送する手段１３０，１３２，１３４、前
記バルブ１１０を閉じたとき第一の平衡圧力を探
知できる前記変換器５０、 前記第一の平衡圧力の前記探知に応答して前記
バルブ１１０を閉じたとき前記マニホールド４０
から大気中へ気体を通気するための手段１００，
１０２，１０４であつて、前記通気手段は前記マ
ニホールド４０が0psigに達したとき閉じるもの
であり、 前記バルブ１１０を開いたとき第二の平衡圧力
PE2を探知できる前記変換器５０、および 前記第一および第二の平衡圧力PE1およびPE2か
らコアサンプルの細孔容量を測定するための前記
変換器５０に連結された手段１６０からなること
を特徴とする装置。
発明の背景 技術分野 本発明は、コアサンプルの浸透率と細孔容量を
測定するシステム及び測定方法に関し、特に緊密
なオイルコアサンプル（すなわち、浸透率が
100microdarcies（md）以下のクリンケンベルク
（Klinkenberg））浸透率と細孔容量を測定する自
動システム及びその測定方法に関する。
先行技術の検討 第１図に、自動化されたクリンケンベルク浸透
率メータ／細孔率メータにおける通常のヘリウム
フローシステム図を示す。第１図の装置は、小ヘ
リウムタンク２０と、大ヘリウムタンク３０を有
するヘリウム貯蔵器１０と、マニホールド４０
と、圧力変換器５０と、コアサンプルホルダー６
０とを備えている。バルブ８０はライン８２と８
４を介して小ヘリウムタンク２０とマニホールド
４０を連結している。バルブ１３０を通して搬送
されるヘリウムはライン１３２と１３４を通つて
流れる。ベントバルブ１００はライン１０２と１
０４を介しマニホールド４０と流体連絡状態にあ
り、マニホールドは、更にバルブ１１０を通るラ
イン１１２および１１４を介してサンプルホルダ
ー６０と連結されている。最後に、圧力変換器５
０はライン５２を介してマニホールドと連結され
ている。ポペツトバルブ１２０は図示されている
ように気体を大気へ放出する。
通常の操作では、コアプラグ７０がサンプルホ
ルダー６０内に搭載される。コアプラグ７０はベ
ントバルブ１００、バルブ１１０及びポペツトバ
ルブ１２０の開口によつて大気圧の状態におかれ
る。一定時間後、コアプラグ７０内の圧力は
0psigで大気圧と平衡に達する。大気圧平衡に達
した後、バルブ１００，１１０および１２０を閉
じる。次に、マニホールド４０は、充填バルブ１
３０の開口によつてヘリウムガスで加圧される。
マニホールドはヘリウムによつて典型的には
250psigまで加圧される。マニホールド４０内の
圧力は変換器５０によつてモニターされる。所望
の与圧状態でバルブ１３０を閉じる。一定時間、
例えば数秒間、マニホールド圧力を安定化させて
変換器内の圧力を記録する。
ここでシステムはテストの準備完了である。バ
ルブ１１０を開き、マニホールド４０内の加圧さ
れたヘリウムがサンプルホルダー６０に、そして
コアプラグ７０内に拡散する。第２図を参照して
更に説明する。第２図では、マニホールド４０の
初期与圧をPFILLで示す。時間t1で、バルブ１１０
が開かれ、圧力は非線形状態で減少して時間t2で
平衡圧PEに達する。曲線２００はサンプルホル
ダー６０からの量が加わつた容量増加による圧力
変化を表わす。すなわち、(a)バルブ１１０の下と
コアプラグ７０の上面４００とサンプル７０の下
とバルブ１２０の上の量は空量（dead volume）
であり、(b)コアプラグ７０内の量が細孔容量であ
る。
第２図は、４種の異なつたケースについての圧
力−時間の挙動を示す。曲線２１０と２１０ａ
は、等しい細孔容量を有するが浸透率は異なる２
つのコアプラグについての圧力平衡へ至るアプロ
ーチを表わす。コア２１０ａに対応するプラグは
２１０ａのプラグよりも浸透率が高く、従つて曲
線２１０ａのプラグでは圧力平衡へより迅速に到
達している。曲線２００と２００ａは、細孔容量
は等しいが、曲線２１０及び２１０ａで表わされ
るものよりも容量の大きいコアプラグに対応して
いる。細孔容量が大きいほど気体の拡散が大きく
なり、平衡圧力PEは低くなる。また、曲線２０
０ａによつて示されるプラグの浸透率は曲線２０
０によつて示されるものよりも高い。その結果と
して、圧力平衡は、曲線２００のプラグよりも曲
線２００ａのプラグについてよりすみやかに達成
される。
従つて、通常のアプローチでは、時間に関して
それ以上の圧力変化がなければ、平衡状態が得ら
れて、コアプラグ７０の細孔容量が初期圧力
PFILLと平衡圧PEとの比に基いて、また更に既知
のマニホールドと空量に基いて計算することがで
きる。
例えば、マニホールド容量Vpが20.277cm3、空量
Vdが4.238cm3、時間t1でのPFILLが238.12psigで、時
間t2でのPEが162.56psigの場合には、細孔容量Vp
は近似的に以下のように計算することができる； Vp＝Vp（PFILL／PE−１）−Vd ＝20.277（238.12／162.56−１）−4.238 ＝5.187cm3 （式１） 浸透率の低い（緊密な）コアプラグ（すなわ
ち、浸透率が数mdのもの）で浸透率と細孔容量
を測定する通常の方法には欠点がある。そのよう
なコアサンプルでは、コアプラグ内で初期に大気
圧の平衡圧に到達するのに、またPEに到達する
のに、より長時間（t1およびt2）を要し、従つて
通常の方法は時間を浪費する。次に、任意のコア
プラグおよび特に緊密コアプラグについて、プラ
グ内の圧力が真に大気圧に到達しているか否か
（大気圧に到達するには数分間から１時間乃至そ
れ以上を要する。）を測定できない（すなわち、
モニターの手段がない）ことである。以下に説明
するように、本発明はこれらの主要な２つの欠点
を除去し、緊密コアプラグについて細孔容量を一
層すみやかに、かつ正確に測定し、浸透率をより
速く測定できるようにしたものである。
発明の開示 緊密コアサンプルのクリンケンベルク浸透率と
細孔容量を測定する現在のシステムおよび方法で
直面する２つの問題は、(a)コアサンプルがテスト
に先立つて大気圧に至つているかどうかを知るこ
と、および(b)これらのテストの実施に要する時間
の長さである。本発明による改良された浸透率／
細孔容量システムおよび方法は、まず第一に圧力
変換器５０の配置をマニホールドからバルブ１１
０とサンプルホルダー６０の間の位置に変えるこ
とによつてこれらの問題を解決したものである。
コアプラグの細孔容量を測定するために、マニ
ホールド容積、空容積および細孔容量部を予め決
めた圧力PFILLまで加圧する。数秒後、バルブ１
１０を閉じ、変換器、空容積部および細孔容積部
内の圧力を第一の平衡に至らしめる。一方、マニ
ホールドは大気圧に通気して0psigとする。第一
の圧力平衡に達した後、マニホールドを締め、バ
ルブ１１０を開いてバルブ１１０以下の加圧され
た気体がマニホールド内に拡散するようにし、第
二の平衡圧を測定する。細孔容量は測定した２つ
の平衡圧から決定される。本発明のシステムおよ
び方法は極めて正確でかつスピードが早い。
緊密コアプラグのクリンケンベルク浸透率は、
従来の自動化されたクリンケンベルク浸透率メー
タ／細孔率メータの場合と同様にして測定され
る。しかしながら本発明では、変換器がバルブ１
１０の下に配設されているので、このバルブは浸
透率の測定中は閉じておかれる。変換器内の容積
およびバルブ１１０とコアプラグの上面との間の
ラインの容積からなる、容積が減少したヘリウム
貯蔵器は、従来技術のデザインのようにマニホー
ルド容積がヘリウム貯蔵器容積に含まれる場合に
要する時間に比べ浸透率の測定に要する時間をそ
の容積に比例して減少させる。従つて、本発明の
システムでは緊密コアプラグの浸透率測定のスピ
ードも増大する。
【図面の簡単な説明】
第１図はオイル貯留層コアサンプルの浸透率と
細孔容量を測定する従来技術の装置を示し、 第２図は第１図に示した従来技術のシステムの
操作の説明図であり、 第３図は第４図に示す本発明の改良浸透率／細
孔容量システムの圧力変化と操作の説明図であ
り、 第４図は本発明の浸透率／細孔容量システムの
ブロツク図であり、そして 第５図はコアサンプルと圧力変換器領域部の断
面図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明の方法で利用することのできる、第１図
の従来装置の好ましい変更例を第４図に示す。可
能な限り、同じ参照符号は第１図と第４図とで同
じ意味を表わすものとする。
第４図に示すように、この変更例で特徴的なこ
とは、第１図のマニホールド４０がより小さい容
積に設計されていることである。圧力変換器５０
はマニホールド４０から除去されて、バルブ１１
０の下のライン１１４に付設されている。
第４図の具体例では、マニホールド４０はその
容積が約５〜10cm3となるように構成され、また
“バルブ１１０−変換器５０−コアホルダー６０”
組立品は空量（すなわち、バルブ１１０の下部か
らコアプラグ７０の上面部４００までと変換器５
０内とコアサンプルの底部からポペツトバルブ１
２０までの容積）が約３〜４cm3となるように構成
されている。第１図の配列に比較すると、変換器
５０内の容積を含む第１図のバルブ１１０までの
マニホールド容積Vpは典型例として約20cm3であ
り、空量Vdは約４〜５cm3である。第１図の従来
技術法でのVpとVdの比は約４：１乃至５：１で
あり、一方、第４図の好ましい具体例でのVpと
Vdの比は２：１乃至３：１である。
第４図を参照すると、細孔容量の測定について
本発明の操作は以下のとおり行われる。ポペツト
バルブ１２０を閉じ、バルブ１１０を開け、バル
ブ１００を閉じ、そしてバルブ１３０を開けてマ
ニホールド４０とサンプルホルダー６０を約数秒
間から１乃至２分間で約250psig乃至PFILLまでの
加圧状態にする。この時、コアプラグ７０も少し
加圧状態になる。次いで、バルブ１３０と１１０
を閉じる。圧力が平衡に達するまで圧力変換器を
モニターする。この圧力PE1を記録する。
コアプラグ内の圧力がPE1平衡に近づいている
間、バルブ１００を開けマニホールドを大気に通
気する。１秒乃至１秒強で、マニホールドは迅速
に0psigに達し、そこでバルブ１００を閉じる。
圧力平衡PE1が得られた後、バルブ１１０を再び
開けてサンプルホルダー６０とコアプラグ７０内
の加圧ヘリウムがマニホールド４０内に拡散して
戻るようにする。その結果、一定時間後にはマニ
ホールド４０、サンプルホルダー６０、およびコ
アプラグ７０内のヘリウムガスは第二の平衡圧
PE2に達する。
このことを第３図で説明する。第３図において
PFILLはマニホールド４０と圧力変換器にチヤー
ジされた初期圧力である。コアプラグもこの圧力
にさらされるが、その低い浸透率のためにコアプ
ラグはその全長にわたつて完全には加圧されな
い。時間T1でバルブ１１０と１３０を閉じると、
その時間後にコア面４００までのライン１１４に
含まれる気体容積（すなわち、空量）およびバル
ブ１２０までのコアプラグ７０内とその下の容積
内の気体は徐々に時間T2で平衡圧PE1に達し、そ
の後は圧力変化はない。時間T2前に、マニホー
ルド４０は数秒間バルブ１００を開け、次いで閉
じることによつて大気圧まで通気される。時間
T2で変換器５０によつて検知された圧力PE1を記
録し、次にバルブ１１０を開く。ライン１１４と
５２からの気体およびコア面４００上の変換器か
らの気体は急速にマニホールド４０内に拡散し、
急激な圧力低下で圧力Ptとなる。コアプラグおよ
びその下の容積からの気体はマニホールド４０内
および圧力変換器５０内へより緩慢に流れ込み、
時間T3で平衡圧PE2に達するまで徐々に圧力が増
大し、その時間後には圧力変化は生じない。
従つて、本発明の方法ではPE1およびPE2の双方
の圧力が記録され、ライン１６２を介して細孔容
量を探知するためのコンピユータのような適当な
装置１６０へと伝送される。装置１６０は、更に
第４図には示されていない適当な連結手段を介し
てバルブ８０，９０，１００，１１０，１２０お
よび１３０の操作を制御できることは特に理解さ
れるべきである。２つの圧力比に基いてコアプラ
グ７０の細孔容量を探知することができる。第３
図の曲線３００は緊密コアプラグのソリツド曲線
を表わし、一方破線曲線３００ａは浸透率がより
高いけれども曲線３００で示されるのと同一の細
孔容量を有するコアプラグの曲線を表わす。典型
的な具体例では圧力PE1は180から240psigであり、
圧力PE2は90から120psigの間である。下記に更に
詳しく説明するようにこの範囲内に平衡圧力を保
持することが望ましい。
平衡に達する時間は、使用する流体の圧縮率に
ほぼ比例する。例えば、説明のために、マニホー
ルド４０が250psigにて水で充たされ、コアプラ
グが0psigにて水で充たされているものとする。
水は圧縮率が低いので、マニホールドから流れる
水滴部分のみが両者で等圧になるであろう。流体
が低圧力の気体に代わると、マニホールド４０か
ら相当量の流れがコアプラグ７０内に生じて圧力
平衡状態に至るはずである。
本発明の教示に従えば、初期圧力平衡に到達す
る時間は第１図および第２図に示した従来法に比
べて短くてすむ。従来技術によれば細孔容量測定
のための初期平衡圧力は0psigであるのに対し、
本発明によれば180乃至240psigが好ましい。圧力
が高くなると従来技術で実行されている場合に比
べて気体の圧縮率が13倍乃至17倍減少し、平衡に
達する時間もそれに対応して減少する。
本発明においては、第３図によれば第二の平衡
圧PE2は従来技術の相当する平衡圧PE（第２図参
照）よりも若干低くなつている。このことは気体
の圧縮率をより高くすることになり、本発明のマ
ニホールドがより容量の小さいものでなかつたな
らば長い平衡時間を必要としたであろう。この第
二の平衡に達するのに要する時間は従来技術の所
要値のほぼ半分である。このように、本発明の方
法で細孔容量を測定する際２つの平衡状態で節約
される時間はかなりのものである。
第４図の構成では、他の重要な利点が認められ
る。正確な細孔容量を測定するには、全く漏れの
ないシステムが必要である。漏れを確認すること
は第１図の従来の構成では困難である。平衡状態
に至る際には（第２図参照）圧力減退が伴つてい
る。この減退がコアプラグ内へのヘリウムの拡散
によるのか、あるいは系内の漏れによるのかは容
易に判断することができない。両者が圧力減退の
原因となるからである。一方、本発明の構成で第
３図に示されている最終平衡状態PE2に至る際に
は、マニホールドよりも高圧であるプラグからヘ
リウムが拡散するので圧力増加を伴うのである。
漏れがあると圧力上昇後に減退が起るのあろう、
すなわち圧力は経時的に最大値を通過するであろ
う。
第４図の構成には更に他の利点がある。緊密コ
アプラグ浸透率測定に要する時間が減少すること
である。浸透率を測定するためにはポペツトバル
ブ１２０を閉じバルブ１００も閉じる。バルブ１
３０を開けてマニホールド４０とコアプラグ７０
をヘリウムで約240psigに加圧する。数秒後バル
ブ１３０を閉じ、バルブ１２０を開けてコアプラ
グから出るヘリウムを大気圧に通気する。浸透率
は公知の方法（例えば、Jones、S.C.、“Ａ
Rapid Accurate Unsteady−State
Klinkenberg Permeameter”、Soc.of
Petroleum Engineers、j.、（1972年10月）383−
397頁）に従つて、多数の測定をベースにした圧
力減少の瞬時的割合から計算することができる。
この圧力減少の割合は、マニホールド４０、ライ
ン１１２と１１４、および上部コア面４００まで
の圧力変換器５０の容積に直接比例する。この容
積が第４図の構成では従来技術の場合より２乃至
2.5倍減少するので、浸透率測定の時間も２乃至
2.5倍減少することになる。
極端に緊密なプラグ、すなわち約0.1md以下の
プラグの浸透率を測定する場合には更に時間を減
少させることができる。このためには、コアに前
述のように圧力PFILLまでヘリウムをチヤージす
る。しかしここで、ポペツトバルブ１２０を圧力
減少が開始するように開く前に、バルブ１１０を
閉じて、ヘリウム貯蔵部としてバルブ１１０の下
の容量のみが開口したバルブ１１０を通つて伝送
されるようにする。これにより従来の構成に比べ
て約８倍ほど時間短縮となる。このことは圧力変
換器がバルブ１１０の下で連結したが故に可能と
なつたものであり、またバルブ１１０を閉じると
圧力減少をモニターすることができる。
浸透率の高いプラグ（すなわち、50乃至75md
以上）を測定する際にはヘリウムタンク２０，３
０の片方または双方にバルブ８０および９０を選
択的に開くことにより従来技術で教示されている
ようにしてヘリウムをチヤージするが、この点は
本発明でも実行される。
細孔容量を測定するに際し、誤差解析によれば
最大の精度は、(1)圧力PE1が圧力変換器のフルス
ケール目盛りに実際上近いとき、すなわち好まし
い具体例では250psigのとき、(2)圧力PE2が圧力
PE1の値の約２分の１のとき、および(3)容量Vd1
すなわちコアプラグ７０の上および下のサンプル
ホルダー６０内、およびバルブ１１０の下および
バルブ１２０の上の容積ができるだけ小さいとき
に、得られることが示されている。本発明によれ
ば、コアへ向かいまたコアから出る流路を厳しく
制限することのない最小の実際的な空量は約３乃
至４cm3である。本発明による第二の要求事項は最
も望ましいマニホールド容積を定める。それはコ
アの細孔容量Vpと空量Vdの和に等しい。空量Vd
が３乃至４cm3で典型的な細孔容量Vpが２乃至８
cm3の範囲であれば、マニホールド容積Vpは５乃
至10cm3の範囲に低下する。最小細孔容量のプラグ
に対し最大の精度が望まれるのでこの範囲の下限
値が好ましい。ここで、絶対測定値におけるある
誤差は最大誤差率の原因ともなる。小容積のマニ
ホールドは、大容積の場合よりもPE2が高くなる
ので同様に望ましい。かくして平衡に達する時間
が短縮される。
第５図には、特許出願中の特願昭60−138067号
（特開昭61−73055号）に対応するコアサンプルホ
ルダーが示されている。サンプルホルダー６０は
コネクター部５２０を竪く保持しているトツプキ
ヤツプ５１０を備えた本体５００を有している。
導管１１４はバルブ１１０に連結されて、流体通
路５４０がバルブ１１０からサンプルホルダー６
０へ向つて形成されている。流体通路１１２はバ
ルブ１１０からマニホールド４０へ向つて設けら
れ、また流体通路５２は圧力変換器５０へ向つて
設けられている。バルブ１１０は、通常の如くプ
ランジヤー５７０の駆動によつて作動し、流体通
路５４０と１１２との間の流体通路を開閉する。
このようなバルブはNupro社（米国、44094オハ
イオ州Wilboughly イ−・第345ストリート
4800）によりSS−4BK−V51−1Cモデルとして
製造されているタイプの通常のバルブを設計変更
して製作できる。設計変更は、バルブの底穴を端
ぐり機で広げ導管を継ないで変換器５０へ通じる
ように調節することおよびそのためにＯ−リング
シールを設けたところにある。流体通路５４０は
貫通孔を有するプレート５８０および次いでサン
プルコア７０の上面に連絡する。
第５図は、第４図に示した流れの構成を実行す
る方式の単に１例を挙げたものである。数種の変
形例が下記の方式に従つて可能である；例えば、
コンパクトな装置はマニホールド内に適当な孔を
空気で作動するバルブ径に適応するように設ける
ことによつてマニホールド本体自体の中にバルブ
８０，９０，１３０，１００および１１０を組込
む。数種のシール部材は、これらのバルブとヘリ
ウムタンク２０および３０をマニホールドブロツ
ク内に統合すれば同様に除去される。
第５図をみると、容積Vbは通路５２に沿つた
変換器の容積＋ライン１１４の容積＋貫通孔を有
するプレート５８０の容積＋閉じた位置にあると
きのバルブの下の空所部の１１１の容積に等し
い。そして、より小さい容積Vdは、容積Vb＋プ
ラグ７０とバルブ１２０の底部の容積に等しい。
従つて下記の式で表わされる； Vb＝Ｖ（変換器）＋Ｖ（ライン） ＋Ｖ（プレート）＋Ｖ（空所部） （式２） Vd＝Vb＋Ｖ（底部） （式３） 好ましい具体例においては、全容積は典型的に
は３乃至４cm3に設計される。
上部容積Vpはマニホールド４０の容積、ライ
ン１１２の容積およびバルブ１３０，１１０まで
の容積、およびそれらに関連した容積に等しい。
従つて上部容積は以下のように表わされる。
Vp＝Ｖ（マニホールド） ＋Ｖ（バルブ８０，９０，１００および１３
０内） ＋Ｖ（ライン８４，９４，１０４および１３
４） （式４） 本発明の教示によれば、理想的状況では上部容
積Vpはより小さい容積Vd＋式３で示すコアプラ
グの細孔容量に等しい： Vp＝Vd＋Vp （式５） 本発明の浸透率／細孔容量装置の構成において
は、バルブ１００，１３０，１１０および関連す
るライン、マニホールド４０、圧力変換器５０お
よびサンプルホルダー６０はすべて式２から４で
示される範囲となるように設計される。プランジ
ヤー５７０を開くと約0.1乃至0.3cm3の置換が生じ
ること、およびこのプランジヤー置換を考慮に入
れるべきことを理解されたい。第４図の具体例
は、圧力変換器５０による圧力のモニターが近く
に設けられ、コアプラグ７０と流体が連絡状態に
あるので、第１図に示したものよりも望ましい。
更に、平衡時間はヘリウムガスの圧縮率に反比例
するので、第４図に示した具体例は通常の細孔容
量測定に比べて数倍速くなる。最後に、第１図の
従来技術の具体例では、浸透率測定のために利用
できる最少の貯蔵容積は、上部と下部容積双方の
結合、すなわちVp＋Vb、乃至は代表的には25cm3
であつた。本発明の教示によれば、最小容積は
Vb乃至３〜４cm3である。この関係によつて浸透
率測定のスピードは少なくとも６倍となる。例え
ば、第１図に示す通常の方法では、代表例として
浸透率測定に45分間かかるとすると、第５図に示
す具体例では、僅かに６乃至７分間でよい。この
ように、緊密コアプラグにおいては顕著なスピー
ドアツプがはかられる。
本発明のシステムおよび方法を上記に具体的に
示したが、これらには請求の範囲の記載の範囲に
含まれる修正および変更が加え得ることは当業者
には当然理解されることである。
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