JPH0627015A - 非定常状態プロフイル透過率計の方法と装置 - Google Patents

非定常状態プロフイル透過率計の方法と装置

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JPH0627015A
JPH0627015A JP5097708A JP9770893A JPH0627015A JP H0627015 A JPH0627015 A JP H0627015A JP 5097708 A JP5097708 A JP 5097708A JP 9770893 A JP9770893 A JP 9770893A JP H0627015 A JPH0627015 A JP H0627015A
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    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リザーバロックの透過率を決定する方法と装
置を提供する。 【構成】 正確に容積の知られたリザーバからガスをコ
アサンプル中に流入させたときの時間幅とガス圧力の変
化を直接測定する。容積と圧力−時間パラメータから間
接的に流量を決定し、一時的な流量と上流圧力に基づい
てコアサンプルの透過率を決定する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は透過率などの属性を決定
する際に用いられる方法と装置に係り、特にリザーバロ
ックのコアサンプルの透過率を測定する非定常状態非破
壊的方法に関する。
【0002】
【従来技術】透過率は、リザーバロックなどの多孔性材
料の流体を送出する容量(ロックの流体伝導度)であ
る。この透過率はリザーバ内の流体流の速度を決定する
際の最も重要なパラメータの1つである。スラブ化また
は非スラブ化された全コアに対する詳細な透過率の測定
の地質学的に複雑で異質な構造に対しては特に有用であ
る。透過率の非破壊測定に「プローブ透過率計」を用い
る概念は公知のものである。このような装置の1つは E
dinburgh Petroleum Services で製造されている。
【0003】小径のチューブまたはプローブがリザーバ
から切断されたコアサンプルの表面に対して押圧され
る。このプローブの端部は、サンプルとプローブの間で
気密封止を形成するゴム製ガスケットまたはOリングに
嵌合される。この封止部分の内部を通してロックサンプ
ルに一定の測定圧で空気または窒素が供給される。次
に、このガスは、封止部分下方の点からロックサンプル
を通して拡散し、わずかに半球状のパターンをなして放
散し、最後に、ガスケットまたはOリングの外径部分を
越えてサンプルの上面から、また大気圧に露出されるサ
ンプルの他の表面から放出される。
【0004】プローブから送出されたガスの流量および
圧力は質量流量計やロタメータおよび圧力トランスデュ
ーサや圧力ゲージなどの装置により直接測定される。流
量および圧力が一定(時間的に変化しない)になると、
「定常状態」が得られる。次に、上流の送出圧力および
流量が記録され、透過度が計算される。この従来の定常
状態法の変形例は、流量制御装置により上流の送出流量
を一定に保持することからなる。上流の送出圧力が時間
的に不変になると、定常状態の条件が得られ、測定がな
される。
【0005】このような定常状態測定法の1つの欠点
は、定常状態になるまでに長居時間がかかる点にある。
定常状態に達するまでの待ち時間は、コア材料の透過率
が減少するにつれて増加する。すなわち、この待ち時間
は透過率の小さなサンプルの場合20分以上になる。他
の問題点は、流量を直接測定しなければならないという
ことにある。殆どの流量測定装置は精度が単に約±1%
という非常に狭い範囲にある。現在、市販されているプ
ローブ透過率計により測定できる透過率の範囲は約0.1
ミリダルシ(md)から約10,000mdの範囲にあるこ
とが要求されている。しかし、約5md以下の透過率の測
定は大きなパーセント誤差を有する。本発明の目的は、
リザーバロックの透過率を決定する方法と装置を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスが正確に
知られた容積のリザーバからコアサンプル中に流入する
ときの時間幅とガス圧力の変化を直接測定する瞬間圧力
−減衰方法を用いる。この方法は次に、容積と圧力−時
間パラメータから間接的に流量を決定し、瞬間的な流量
と上流圧力に基づいてコアサンプルの透過率を計算す
る。この方法によれば、測定可能な透過率の範囲が増加
される。また本発明の方法と装置によれば、Klinkenber
g 透過率および有効(非スリップ補正された)ガスの透
過率が決定される。
【0007】
【実施例】図1はプローブ透過率計10の第1の好適な
実施例を示した図である。この透過率計10は、テーブ
ル12、このテーブル12に装着されてコアサンプル1
6を保持するコアラック14、プローブ22をコアサン
プル16上の所望の位置に配置するx−キャリッジ18
およびy−キャリッジ20、圧力トランスデューサ2
4、およびマニホールド28と大形タンク容器30と制
御システム(図略)を有するリザーバシステム26とで
構成されている。当該透過率計10に供する制御システ
ムにはコンピュータ(図略)が用いられる。
【0008】オペレータはコアラック14の第1チャネ
ル191内にコアサンプル16を配置する。コアサンプ
ル16は、コアサンプル16の上端部196が第1チャ
ネル191のチャネルエッジ部198に向かうように配
置される。コアサンプル16がスラブ状のときには、こ
のサンプルはその平表面200が上向きになるように配
置される。
【0009】スラブ状コアサンプルは、プローブ22と
コアサンプル16のスラブ面200の間を適切に封止す
ると好適である。スラブ状コアを調節するために、コア
の一部が、通常はダイアモンド埋め込みソーにより除去
され、コア上に平表面を形成する。コアサンプル16の
「上部」1/3が除去されることが多い。ここで「上
部」とは、コアサンプル16がその軸線を水平位置にし
て配置されたときのコアサンプル16の上部をさす。ス
ラブ状表面200は、プローブ22の平坦底部に従うそ
の平坦さのために良好な封止を提供する。
【0010】未スラブ状全コアサンプル(図略)を適切
に封止するために、プローブ22は、コアサンプル16
の軸線の軸上に配置し、コンプライアントなプローブチ
ップ(図略)と嵌合させ、全コアの曲率を補償するよう
にする。透過率の計算は、プローブ22がコアサンプル
16の平面状上部境界に対して封止されているというこ
とに基づいてなされるが、当業者は湾曲面に対する計算
に適合させることもできる。
【0011】コアサンプル16を適切に配置すると、オ
ペレータは、コアラック14内の被測定コアサンプル1
6毎にコンピュータに基準の深さを入力する。コアサン
プル16がコアサンプル長に切断されると、通常地面た
らコアサンプル16が取られたリザーバの深さがコアサ
ンプル16上に書かれ、またこの深さに対するコアサン
プル16上の特定のラインを示すラインがコアサンプル
16の軸線に垂直に描かれる。正常なときは、コアの1
メートル毎に少なくとも1つのこのようなリザーバ深さ
マークが与えられる。
【0012】透過率計10内のテーブル12がxおよび
y座標に区画され、これらの座標はテーブル12の前方
左角から測定される。オペレータは、被試コアサンプル
16上の基準深さラインの(オペレータに最も近い)前
縁部のすぐ上に至るまでプローブ22を手動で配置す
る。これは、プローブ22が所望位置に至るまでyキャ
リッジ20をyレール36に沿い前方または後方に移動
させると共にxキャリッジ18をxレール38に沿い横
方向に移動させることにより行われる。
【0013】透過率計10内のプローブ22の配置はレ
ーザ光17(図2に示した)を用いることにより容易に
なる。レーザエネルギー源(図略)は、プローブ22の
上部円筒ハウジング94の上部に配置されたレーザ光1
70を付勢する。透過率計10内のレーザ光ハウジング
172は、プローブ22の軸線に沿い上部円筒状ハウジ
ング94の上部に装着され、長さが約1インチの円筒を
なしている。平面ガラスレンズ174は、例えば Edmon
ds Scientific 社により製造されたもので、レーザ光1
70の下方のレーザ光ハウジング172の底部に配置さ
れる。レンズ174はOリング176に対して配置さ
れ、このOリング176は、上部円筒状ハウジング94
の上室120に導く開口177を囲む溝に装着され、レ
ーザ光ハウジング172と上部室120の間を封止す
る。
【0014】得られた光ビームは、ガラスレンズ17
4、開口178、プローブロッド106の中央を貫通す
る軸孔180、この軸孔180の底部の Plexiglasプラ
グ182、および下部円筒状ハウジング96内のプロー
ブ室54の要部を通り、プローブの底部から出射する。
この光は、コアサンプル16上で小さな赤い点状をな
し、プローブ22の中心線が下げられたときに触れるコ
アサンプル16状の正確な位置を示す。
【0015】プローブ22が適切に配置されると、オペ
レータはボタン(図略)を押圧し、プローブ22が、こ
のコアサンプル16に対する基準点の上にプローブ22
が配置されたことをコンピュータに信号指示する。次
に、コンピュータは、x位置センサ32およびy位置セ
ンサ34からの位置データを入力する。なお、透過率計
10はxおよびy位置センサ32、34を用いている
が、ステッパモータや駆動ねじ(図略)などの他の位置
決定方法を用いることもできる。
【0016】コンピュータはこのコアサンプル16の基
準点に対するxおよびyデータを格納する。x座標は基
準深さを表し、y座標はテーブル12の前部に最も近い
コアサンプル16の縁部を表す。プローブ22がxレー
ル(図1)に沿い右手に移動されると、コンピュータ
は、コアのこの部分が、コアサンプル16の基準点によ
りリザーバ内でより深い点からなので、移動される距離
を基準点に加えて深さを決定することになる。左手への
移動はより浅い深さからのコアを表す。
【0017】y基準点は、オペレータに向かってコアラ
ック14の前部に最近接するコアサンプル16の立ち上
がりエッジを表す。プローブ22がyレール36に沿い
オペレータから離れるように移動されると、コンピュー
タは、プローブ22がここではさらにコア内に配置され
るので、y基準点に対して上記距離を付加する。このコ
アサンプルに対するyの最大値はコアサンプル16のス
ラブ状部分の幅になる。
【0018】同様にして、オペレータは、コンピュータ
コアラック14内の各々のコアサンプル16の上端部1
96および底部(図略)を示すと共に、荒石、がま、あ
るいはその他の望ましくない条件のためスキップされる
コアサンプル16の任意部分の開始および終了点を示
す。
【0019】図3はプローブ22およびリザーバシステ
ム26の概略図であり、これらのプローブおよびリザー
バシステムは、好適な実施例の透過率計10において
は、正確に既知の容積の4つのガス収容室を有する。好
適な実施例におけるこれらのガス収容室は Boyleの法則
の方法により較正することができ、この方法において
は、正確に既知容積の基準セル(図略)内の既知圧力の
ガスが較正される各々の室に膨張される。ガスの室内へ
の膨張後、ガスの圧力が測定され、またその室の容積
が、膨張開始時の既知圧力、膨張後の測定圧力、および
基準セルの既知容積から計算される。
【0020】加圧ガス供給源40からガスが充填弁42
を通してリザーバシステム26およびプローブ22に供
給される。本透過率計10には窒素ガスが用いられる
が、空気やヘリウムなどの他のガスを用いることもでき
る。ガスは、マニホールド室44(44A−Cとして示
してある)に充填されると共に、小タンク弁48を通し
て小タンク室46(46A−Cとして示した)を、大タ
ンク弁52を通して大タンク室50(50A−Cとして
示してある)、およびプローブ弁56を通してプローブ
室54に充填される。圧力トランスデューサ24は、プ
ローブ室54がコアサンプル16と封止連通されたとき
のプローブ室54内のガス圧力を測定する。通風弁60
がマニホールド室44に接続され、リザーバシステム2
6が大気圧に初期化されることを許容するために、また
圧力トランスデューサ24の較正および上記室44、4
6、50〜54の較正のために設けられる。
【0021】本透過率計10における4つのガス収容室
の近似的な要領は、大タンク室50が720cc、小タン
ク室46が120cc、マニホールド室44が20cc、プ
ローブ室54が4ccである。このリザーバシステム26
の構成の設計は、最大から最小までの各々のガス収容室
の遮断が各々の6倍の残る容積の低減をもたらす。これ
に対応して、圧力減少速度は、これがリザーバシステム
26およびプローブ22の全接続容積に逆比例すること
から因子6だけ増加される。透過率計10のマニホール
ド28は、以下に示すように、各種キャビテイを形成す
るように加工されたマニホールドブロック62と、ガス
収容室と、チャネルとで構成されている。
【0022】図4に示したように、マニホールドブロッ
ク62の、大タンクコンテナ30から分離されたときの
背面図から、通風弁キャビテイ64、充填弁キャビテイ
66、プローブ弁キャビテイ68、およびOリング58
により封止された大タンク流入口50Aの存在が明らか
になる。本好適な実施例におけるマニホールドブロック
62はアルミニウムで形成されるが、これは単なる例に
過ぎず、真ちゅうなどの他の許容できる材料を用いても
よい。この材料は、以下に説明するように、その熱容量
および熱伝導率に対して選択される。
【0023】図5は、マニホールドブロック62の上部
部分を通しての図4のラインA−A′に沿う断面図であ
る。この図には、通風弁キャビテイ64、充填弁キャビ
テイ66、小タンク弁キャビテイ70、プローブ内容積
部分54A、プローブ外容積部分54B、およびマニホ
ールド室44の3部分、すなわち通風チャネル44A、
中央マニホールド内孔44B、および小タンクチャネル
44Cが示してある。透過率計10の小タンク室46は
3つの部分、すなわち上部部分46A、中央部分46
B、および下部部分46C(図6に示してある)からな
る。おな、小タンク室46からなる部分の個数、および
これらの部分の形状と関係は単に例示としてのみ与えら
れたためのものであり、他の構成を排除するものではな
い。
【0024】図6はマニホールドブロック62の下部部
分を通しての図4のラインB−B′に沿う断面図であ
る。この図には、大タンク弁キャビテイ72、プローブ
弁キャビテイ68、中央マニホールド内腔44B、プロ
ーブ内容積部分54A、プローブ外容積部分54B、プ
ローブチャネル54C、トランスデューサチャネル54
D、および大タンク室50の3つの部分のうちの2つ、
すなわち大タンクチャネル50BおよびOリング58に
より大タンク容器(図略)から封止された大タンク流入
口50Aが示してある。本好適な実施例の小タンク室4
6の底部部分46Cおよび大タンク室50の主本体50
C(図3に示した)は銅製チューブ(図略)を収容し、
リザーバシステム26が充填されたとき、またはリザー
バシステム26からガスが解放されつつあるときリザー
バシステム26内の温度を安定化させるように作用す
る。これは例示としてのものであり、本発明はこの温度
安定化手段に拘束されるものではない。
【0025】ガスの温度が試験中ほぼ一定のときは改善
された試験結果が得られる。ガスがリザーバの充填段階
中に圧縮されるときは、リザーバシステム26内の温度
は増加する。ガスが膨張するとき、温度は減少する。本
好適な実施例の透過率計10においては、上記のよう
に、リザーバシステム26のアルミニウム壁付き大タン
ク室50と小タンク46内に銅製チューブが配置され
る。この銅製チューブは大きな熱伝達面積を与え、大き
な熱容量を持つので、温度安定器として作用する。この
銅製チューブは、ガスがリザーバシステム26に供給さ
れる。また、ガスの温度が比較的一定のときは熱を吸収
する。ガスがプローブ室54およびコアサンプル16中
に膨張されると、銅製チューブの蓄積熱により膨張に起
因して失われた温度が回復される。
【0026】この温度はまた、マニホールドブロック6
2および大タンク容器30に用いる材料によっても影響
される。本好適な実施例においては熱伝達特性の点から
アルミニウムが使用される。真ちゅうなどの他の材料も
使用可能である。
【0027】図7は、マニホールド28およびプローブ
2つの軸線を通しての図4のラインC−C′に沿う断面
図である。この図には、プローブ室54の構成部分の全
て、すなわち、プローブ内容積部分54A、プローブ外
容積部分54B、プローブチャネル54C、トランスデ
ューサチャネル54D、およびプローブクロス内腔54
E、54Fが示してある。プローブ室54の構成部分の
個数は、例として与えられたものであり、本発明を限定
するものではない。
【0028】プローブ22は、3つの主要な部分、すな
わちプローブハウジング90、プローブアセンブリ9
2、およびプローブ室54(54A−Fとして示してあ
る。)を備えている。プローブ22の基本的な機能は、
コアサンプルと共に封止を形成し、マニホールド室44
とコアサンプルの間で加圧ガスに対する一定容積の通路
として作用し、さらに加圧ガスのコアサンプル中への加
圧ガスの注入点の近傍でガス圧力測定に対するサンプリ
ング点を与えることにある。プローブハウジング90
は、上部円筒状ハウジング94、下部円筒状ハウジング
91、および下部ハウジングキャップ98から構成され
る。本好適な実施例においては、上部および下部円筒状
ハウジング94、96はねじ込み接続部100で接続さ
れ、Oリング102により封止される。同様に、下部円
筒状ハウジング96および下部ハウジングキャップ98
がねじ込み接続部104で接合される。
【0029】プローブアセンブリ92は、上端部がねじ
込み接続部110でオペレータピストン108に接合さ
れ、その下端部がねじ込み接続部114でプローブ先端
部112に接合されたプローブロッド106を備えてい
る。プローブアセンブリ92は、プローブハウジング9
0の内壁により形成されると共に、上部円筒状ハウジン
グ94のオペレータピストン108により、また3つの
Oリング、すなわち、上部円筒状ハウジングの上部室1
20と下部室122の間で気密封止を形成するオペレー
タピストン108の外面の溝の第1のOリング116
と、下部円筒状ハウジング96の内面の上部近傍の溝に
配置された第3リング126とにより案内された円筒状
空間内を上下に移動する。第2のOリング124と第3
のOリング126はそれぞれプローブ外容積部54Bに
対する上部および下部封止を形成する。
【0030】オペレータがコンピュータの初期化を完了
すると(上記のように)、透過率計22は、以下の第2
の好適な実施例の説明で示されるように、手動で配置す
ることができると共にコンピュータで自動的に配置する
ことができる。自動モードでは、コンピュータは(図1
に示した)コアサンプル16の上端部196近傍の第1
チャネル191内のコアサンプル上にプローブ22を配
置する。さらに、コンピュータは、x位置センサ32お
よびy位置センサ34からの入力により位置のxおよび
y座標を記録する。
【0031】リザーバ充填段階を開始するために、コン
ピュータは、リザーバシステム26内の弁(図3に示し
た)を要求された位置に調整し、これによりプローブ弁
56および通風弁60が閉じられ、大タンク弁52、小
タンク弁48、および充填弁42が解放される。次に、
リザーバシステム26の3つのガス収容室(以下に示
す)が、リザーバシステム26内で所望の充填圧が得ら
れるまで加圧ガス供給源40からガスで充填される。本
好適な実施例の透過率計10では充填圧力は約15psig
に設定される。リザーバシステム26の3つのガス収容
室はマニホールド室44(44A−Cとして示してあ
る。)、および大タンク室50(50A−Cとして示し
てある。)である。
【0032】プローブ室54には、プローブ弁56が閉
塞されることから、加圧ガスは印加されず、このリザー
バ充填段階の間は大気圧に維持される。本好適な実施例
の透過率計10に使用される弁はガス付勢ポペット弁で
あり、開放に約1/100 秒を必要とする。本好適な実施
例においては加圧ガス供給源40からの窒素により弁を
付勢する。通風弁60および充填弁42のストロークは
約1/16インチであり、大タンク弁52、小タンク弁4
8、およびプローブ弁56のストロークは約3/16イン
チである。
【0033】さらに、本好適な実施例の透過率計10に
おいては、プローブ弁56の端部(図略)は弾丸状に形
成される。プローブ弁56を閉鎖するために、加圧ガス
供給源40からのガスはプローブ−弁キャビテイ68に
注入される。ガス圧力がプローブ−弁キャビテイ68
(図5および図7)を通してプローブ弁56を押圧し、
またプローブ弁56周りに弾丸状端部から約3/16イン
チに配置されたキャプチャOリング(図略)は、プロー
ブ室54とマニホールド室44の間で気密封止を与える
プローブ−弁キャビテイ68内のシート67(図5およ
び図7)を押圧する。
【0034】プローブ−弁キャビテイ68内の加圧ガス
が解放されると、ばね(図略)はプローブ弁56をその
解放位置に逆に付勢する。大タンク弁52、小タンク弁
48、充填弁42、および通風弁60の全てが同様に動
作する。本好適な実施例においては、弁内腔キャップ
(図略)が適切にねじこまれて各弁をそれらのそれぞれ
の弁キャビテイ内に保持する。大タンク容器30は通風
弁60、充填弁42、およびプローブ弁56の弁内腔キ
ャップ(図略)はそれぞれマニホールドカバー(図略)
の右および左側によりカバーされる。
【0035】次に、コンピュータはプローブアセンブリ
92が降下するように指示する。本好適な実施例の透過
率計10においては、プローブアセンブリ92の垂直移
動は空気式制御装置(図略)により実現され、これらの
制御装置は、加圧ガス供給源40からの窒素を上部流入
口140に注入すると共に流入のチャネル142を通し
てプローブ22の上部室120に注入するように作用す
る。これは、オペレータピストン108の上面144に
圧力を与え、これによりプローブアセンブリ92は、プ
ローブ先端部112(図7)の溝148内に配置された
キャプチャ−Oリング146がコアサンプル16に係合
すると共に加圧封止を形成するまで下方に移動される。
オペレータピストン108が下方に強制されると、下部
室122のガスは下部室通路152を通して排出され
る。
【0036】ここで、コンピュータは必要な圧力−時間
測定を行う準備が完了し、以下に示すように圧力−減衰
パラメータおよびコアサンプル16の透過率を決定す
る。プローブ弁56が解放され、これにより加圧ガスは
プローブ室54を充填すると共にプローブ先端部112
を通してコアサンプル16に進入する。プローブ室54
はリザーバシステム26のガス収容室(約860cc)に
比べて非常に小さい(約4cc)ことから、ガスがこの付
加的な室内に膨張するとき圧力降下は最小となり、さら
に生じたプローブ室54内の圧力はリザーバシステム2
6の充填圧力にほぼ等しくなる。
【0037】プローブ室54のトランスデューサチャネ
ル54D(図7)内のガス圧力を測定する圧力トランス
デューサ24からの入力を用いて、コンピュータは充填
圧力を記録すると共に経過時間クロック(図略)を開始
する。次に、コンピュータは2つの事象の第1の事象の
発生を待機し、圧力トランスデューサ24により測定さ
れた圧力のいづれかが充填圧力の92.5%または2.
5秒の経過にまで降下する。この第1の事象が生じる
と、コンピュータはその圧力および経過時間を記録し、
経過時間クロックをリセットする。
【0038】次に、コンピュータは、次の2つの事象の
第1の事象の発生を待機し、プローブ室54内の圧力は
充填圧力の50%かリセットタイマの2.5秒経過のい
ずれかに降下する。次に、コンピュータは、使用される
加圧ガスの好適な容積を選択して、これらの2つの組の
圧力−時間値またはそれらの生じた圧力減衰率をコンピ
ュータに記憶された所定のしきい値と比較することによ
りこのテスト位置におけるコアサンプル16の透過率を
決定する。
【0039】本好適な実施例においては、コンピュータ
により4つの異なる容積を選択することができる(図
3)。高透過率コアサンプルの場合(最も速い圧力減衰
率)、コンピュータは、大タンク室50(50A−Cと
して示してある。)、小タンク室46(46A−Cとし
て示してある)、マニホールド室44(44A−Cとし
て示してある)、およびプローブ室54のうち最大容積
を選択する。次のより低い透過率範囲に対しては、コン
ピュータは、小タンク室46、マニホールド室44、お
よびプローブ室54を残して下タンク弁52を閉塞する
ことにより次の最小容積を選択する。次に低い透過率範
囲に対しては、コンピュータは、マニホールド室44お
よびプローブ室54を残して大タンク弁52および小タ
ンク弁48を閉塞することにより次の最小容積を選択す
る。最小透過率範囲(最も遅い圧力減衰速度)に対して
は、コンピュータは、大タンク弁56を閉塞することに
より最小ガス収容室およびプローブ室54を選択する。
【0040】変化する圧力減衰速度に対応する1組の最
大テスト時間間隔がコンピュータに格納され、これはオ
ペレータにより修正可能である。最大テスト時間区間
は、所望の圧力トランジエントが発生するのに必要な時
間量にわたる。本好適な実施例においては、約0.1md
より大きな透過率のコアサンプルに対して最大時間24
秒が用いられる。より低い透過率のコアサンプルに対し
ては、好適な最大テスト時間は約30秒である。圧力ト
ランジエントが生じるのに必要な時間は、リザーバシス
テム26およびテストに用いられるプローブ室54の累
積容積1およびコアサンプル16の透過率、さらにOリ
ング146とコアサンプル16の間に形成された封止部
分の内径149(図3に示してある)に正比例する。本
好適な実施例における圧力トランジエントに要する時間
は、0.1mdより大きな透過率の場合は4〜24秒と予
測され、また0.1〜0.001mdの透過率の場合は2
4〜35秒と予測される。
【0041】全測定組に対して非常に低い透過率が予測
されるときは、圧力トランジエントに対する時間は、O
リング146とコアサンプル16の間の形成された封止
の内径149(図3)を増加させることにより低減され
るかまたはより低い透過率限界が拡張可能になる。封止
の内径を増加させる1つの方法は図9に示されたような
異なるプローブキャップ112を用いることにより実現
される。
【0042】コンピュータが、適当な弁を閉じることに
よりリザーバの容積を調整すると、圧力および時間が記
録される。本好適な実施例においては、圧力トランスデ
ューサ24は、秒あたり約100回プローブ22のトラ
ンスデューサチャネル54D内の圧力をサンプルする。
コンピュータは一連の所定の19個のしきい値を用い
る。圧力の値がしきい値に達すると、コンピュータは圧
力と対応する時間区間を記録する。最低圧力しきい値
(本好適な実施例においては、0.15psig)が得られ
ると、または最大テスト時間が経過すると、どちらが初
めに生じても、最終圧力測定値および時間が記録されて
この測定位置に対する2対の圧力−時間測定値の最小値
を与える。次に、コンピュータはプローブ弁56を閉じ
ると共に大タンク弁52、小タンク弁48および充填弁
42を開放して次のテストのためにリザーバシステムを
最充填する。
【0043】このリザーバ充填段階の間に、コンピュー
タは、加圧ガスを流入チャネル142および上部流入口
140を通してプローブ22の上部室120から排出
し、ガスを下部室通路152を通して加圧供給源40か
ら下部室122に注入することによりプローブアセンブ
リを上昇させる。オペレータピストン108の底面15
4に対するガスの圧力によりオペレータピストン108
の上方に駆動されてプローブアセンブリ92の上方運動
を強制し、かくしてOリング146とコアサンプル16
の表面200との間の圧力封止を破壊する。
【0044】コンピュータは、プローブアセンブリ92
を上昇させながら、測定点におけるコアサンプル16の
透過率を決定する。従来の定常状態法でなされたように
流量を直接測定する代わりに、本発明の瞬間圧力−減衰
法では、既知の調節されたリザーバ容積および測定され
た圧力−時間値から得られた圧力−減衰速度を用い、こ
れにより圧力−時間測定対の瞬間流量関数が次のように
計算される。 y[n]= VT (1n(p[n-1]/p[n]))/(t[n]-t[n-1]) (1) ただし、 VT は調節されたリザーバの容積、 p[n] は対
をなす圧力測定値の第2の対の測定値、 p[n-1] は対を
なす圧力測定値の第1の対の測定値、さらに (t[n]-t[n
-1])は2つの圧力測定の間の時間幅である。
【0045】上記瞬間流量関数 (y[n]) は、この y[n]
が計算された圧力−時間幅の幾何学的平均圧力である。
対数圧力範囲の中点で有効である。ガスは大気圧でコア
サンプル16から排出され、また圧力トランスデューサ
24のガス圧力は本好適な実施例においてはpsigとして
測定されるので、圧力の測定はガスが流れるコアサンプ
ルにおける瞬間的な圧力降下を表す。したがって、瞬間
的な流量関数 (y[n])毎に、対応する瞬間圧力降下値 (
Pg [n])はこの幾何学的な平均圧力であり、それは、 pg [n]= ((p[n])(p[n-1]))1/2 (2) として計算される。このようにして、幾つかの対をなす
瞬間流量関数と圧力降下値が得られる。
【0046】上記の瞬間流量関数は次の等価な関係によ
っても表すことができる。 y[n]= (q[n])(p g [n]+ pa )/p g [n] (3) ただし、qはコアサンプルに侵入するガスの瞬間容積測
定流量、 pg は瞬間圧力降下値、 pa は大気圧である。
【0047】コアサンプル16に注入されるガスの圧力
は時間と共に徐々に減少するので、平均流速、平均ガス
密度、および平均細孔圧力の全てが対応して減少する。
したがって、Klinkenberg (ガススリップ補正された)
透過率、Klinkenberg スリップ因子、および Forchheim
er慣性抵抗因子の全てが、 Forchheimer流れ方程式の適
当な積分形を用いて多くの流動条件から決定することが
できる。これらのパラメータの全ては、上記のように、
測定位置で記録された圧力−時間値の対から計算された
単一圧力トランジェントから決定することができる。
【0048】 T=摂氏度で示した周囲温度として、式 = 0.01652 + 0.0000468 T (4) により本好適な実施例で用いる窒素の粘性を決定した
後、幾何学的因子( Go ri ) が選択される。この幾何
学的因子は、Klinkenberg 透過率の既知の値、好適には
限定応力に外そうされた値を持つ1組の均一コアサンプ
ルを較正することにより得ることができ、あるいはこの
幾何学的因子は、コアサンプル16に封止連通するOリ
ング146の要部の内外半径(r i ), (ro ) ,および
Go の値から理論的に計算することができる。ただし、
Go は、 D. J. Goggin, R. L. Thrasher & L. W. Lake
により、ガス損失&高速流動降下を含むミニ透過率計応
答の理論的&実験的解析(A Theoretical & Experiment
al Analysis of Mini-Premeameter Response Including
Gas Slippage & High Velocity Flow Effects)(In Sit
u, Vol. 12,1988,79ページ)に示された外側
半径の内側半径に対する比( ro /ri ) の関数である。
【0049】プローブ22からコアサンプル16を流れ
るガスの幾何学的形状は複数であり、流路長はかなり変
動する。最も短い流路は、Oリング146の内側からそ
の外側までの、コアサンプル16の表面直下のもので、
上記外径を丁度越えてコアサンプル16の上面から出て
くる半径方向の流路である。これらの流路の長さは大き
く変動するため、流速も変動することになる。これらの
変動は透過率の不均一性により強調される。したがっ
て、かなり低い透過率のサンプルの場合を除くと、透過
率の測定値は、プローブ22の圧力がかなり低い場合で
も、省略できない慣性流抵抗の影響を受け易くなる。
【0050】この慣性流抵抗は、原理的には、瞬間圧力
−減衰法でなされた多数の測定値から説明することが可
能である。しかしながら、主として非常に不均質な石に
対してなされる測定の場合は、全測定範囲にわたって D
arcyの法則が適用されないコアサンプルは仕方がないと
しても、計算はより粗いものになる。 Darcyの法則が適
用されるか否かを決定するためには、選択された対をな
す瞬間流量関数と圧力降下値の最小二乗曲線当て嵌め
(カーブフイット)から得られた係数が解析される。2
〜3対のデータが得られるときは、線形最小二乗曲線当
て嵌めにより、関係 y[n]= A0 + A1pg [n] (5) から係数 A0 (切片)および A1 (傾斜)が得られる。
Darcyの法則は、 A0 および A1 が共にゼロより大きけ
れば測定範囲全体にわたって適用できる。
【0051】さらに多くのデータが得られるときは、最
低圧力測定値を表す最後の6対のyと pg 値を用い、関
係 y[n]= A0 + A1pg [n] + A2pg [n]2 (6) に基づく2次方程式から係数 A0 , A1, および A2 が決
定される。
【0052】A0 とA1がゼロより大きく、 A2 がゼロに
等しいときは、6対のデータの全範囲にわたって Darcy
の法則が適用される。このような Darcyの法則が適用さ
れるときは、スリップ補正Klinkenberg 透過率(k∞) と
Klinkenberg スリップ因子(b)は、次のように、圧力
−時間測定から得られた係数 A0 ,A1から直接計算する
ことができる。 k∞=29392 μ A1/Go r i (7) b= A0/2A1 -pa (8) ただし、μはガスの粘性であり、 Go r i は選択された
幾何学的因子であり、さらに pa は大気圧である。
【0053】データが、 Darcyの法則が適用されないこ
とを示すときは、瞬間流量関数(y* )は、最小瞬間圧
力降下値(pg * ) に対応して、上記式(6)に示したよ
うに、二次の最小二乗関係から得られる。最小の pg *
が選択されたしきい値より小さいときは、y * はゼロの
pg * に対応するように外そうされる。 pg * 値がゼロ
のときは、対応するy * は値 A0 を有する。単一対のy
と pg の値のみが得られる非常に低い透過率サンプルの
場合には、y * は y[1] の値になり、また pg * は pg
(1)の値になる。
【0054】スリップ因子(b)は、 Darcyの法則が適
用されないより大きな透過率のコアサンプルの測定から
直接は得られないが、この場合のスリップ因子はかなり
小さく、Klinkenberg 透過率の計算を許容する適切な精
度で相関により得ることかできる。相関から得られるス
リップ因子は以下では b* により示すものとする。
【0055】相関からスリップ因子を得るには、スリッ
プ因子( b* )の初期評価がなされ、次に、式 k∞=29392 μ y* /((Go r i ) (pg * + 2 pa + 2 b* )) (9) にしたがって、Klinkenberg 透過率(k∞)が計算され
る。ただし、μはガスの粘性、 pg は選択された瞬間圧
力降下値、y * は瞬間流量関数、 Go r i は幾何学的因
子、また pa は大気圧である。
【0056】次に、計算されたk∞の値を用いて、式 b* = 6.9 k∞-0.382 (10) からスリップ因子( b* )の改善された評価値が得られ
る。さらに、この新しいスリップ因子( b* )が式
(9)に代入され、このプロセスが1つの繰り返しから
次の繰り返しまでのスリップ因子( b* )の変化が0.
1psi 以下になるまで反復される。次に、非スリップ補
正ガス透過率としても知られる有効ガス透過率( kG )
が式 kG =29392 μ y* / ((Go r i ) (p g *+ 2 pa )) (11) により計算される。ただし、μはガスの粘性、 pg *
選択された瞬間圧力降下値 y* は対応する瞬間流量関
数、 Go r i は幾何学的因子、また pa は大気圧であ
る。
【0057】リザーバ充填段階および計算がなされるの
で、コンピュータはyレール36に沿いプローブ22を
収容するyキャリッジ20(図1)を移動させることに
より、および/またはxレール38に沿いyキャリッジ
を収容するxキャリッジ18を移動させることにより、
プローブ22を次の測定位置に配置する。この次の測定
位置は、コンピュータにより決定されるが、第1チャネ
ル191のコアサンプル16の端部がテストされている
ときは、コアラック14の第2チャネル192内に配置
された次のコアサンプル16の初期位置のいずれかであ
る。オペレータによる手動配置も可能である。このプロ
セスは、測定がなされ、透過率がコアラック14のコア
サンプル16内の全ての所望測定点の全てに対して計算
される。
【0058】図10および図11は第2の好適な実施例
の透過率計210のそれぞれ前端部図および側面図であ
る。yレール236およびxレール238に沿うプロー
ブ32の物理的配置はオペレータにより手動でなされ
る。プローブ22の位置の検出は、基準点(基準深さマ
ークに沿うコアサンプルの立ち上がりエッジ)に対する
プローブ22の位置を連続的に測定する位置決めセンサ
(Temposonics により製造されているものなどの)を用
いて自動的になされる。本透過率計210では位置決め
センサにx線形変位トランスデューサ232およびy線
形変位トランスデューサ234を用いるが、その他のセ
ンサを用いることもできる。コアサンプル16に係合す
るプローブ22の垂直移動、リザーバシステムにおける
弁の動作、圧力−時間の読み取り、および各計算は透過
率計10に対してすでに説明したようにコンピュータに
より自動的になされる。
【0059】オペレータはコアラック214上にコアサ
ンプル16を配置し、コアサンプル上端部(図略)はコ
アラック214の左端部に、スラブ状面200はプロー
ブ22に向けて上方に配向させる。次に、オペレータは
コアサンプル16の基準深さ(上に説明した)と共にコ
ンピュータを初期化する(図略)。さらに、オペレータ
は、レーザ光を用いて(上記のように)プローブ22を
コアサンプル16上に配置する。xキャリッジ218
が、プローブ22がコアサンプル16上の基準深さ線の
直上のx軸線上に整合されるまで、xレール238に沿
って移動される。次に、yキャリッジが、本実施例にお
いてはコアラック214であるが、プローブ22が基準
深さ線の立ち上がりエッジを越える(オペレータに向け
て)までyレール236に沿い前後に移動される。さら
に、オペレータはx線形変移トランスデューサ232お
よびy線形変移トランスデューサ234からの入力を用
いて基準深さ線のxおよびy位置を記録する。
【0060】ここで、オペレータはプローブ22を被試
コアサンプル16上の部位に手動で配置する。プローブ
22が適切に配置されると、オペレータはボタンを押圧
し、自動化手順を起動する。コンピュータはテスト点の
xおよびy位置を記録し、次にプローブ先端部112 のO
リング146 の間に封止部が形成されるまでプローブ22
を降下させ、透過率計10に対して上記したように自動
化段階を継続する。
【0061】測定点に対して圧力−時間測定および透過
率計算が完了すると、コンピュータはプローブ22を自
動的に上昇させ、リザーバ充填段階に行く。次に、コン
ピュータはオペレータがプローブ22を次の所望のテス
ト点の上に手動で配置するのを待ち、この手順が繰り返
される。以上の説明は本発明の2つの好適な実施例につ
いてなされたが、添付した請求の範囲に示されるように
本発明の範囲から逸脱せずに多くの変形または変更が可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一好適な実施例の斜視図である。
【図2】プローブの断面図である。
【図3】リザーバシステムとプローブの概略図である。
【図4】リザーバシステムのマニホールド部分の背面図
である。
【図5】通風弁および充填弁キャビテイを通しての図4
のラインA−A′に沿う断面図である。
【図6】プローブ弁および大タンク弁キャビテイを通し
ての図4のラインB−B′に沿う断面図である。
【図7】プローブの軸線を通しての図4のラインC−
C′に沿う断面図である。
【図8】本発明の好適な実施例に用いられるプローブ先
端部の断面図である。
【図9】低透過率コアサンプルと共に用いられる選択プ
ローブ先端部の断面図である。
【図10】本発明の第二の好適な実施例の前面図であ
る。
【図11】図10と同様の図である。
【符号の説明】
10 プローブ透過率計 12 テーブル 14 コアラック 16 コアサンプル 18 xキャリッジ 20 yキャリッジ 22 プローブ 24 圧力トランスデューサ 26 リザーバシステム 28 マニホールド

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コアサンプルの透過率を決定する過渡的
    圧力−減衰方法であって、 (a) コアサンプルに封止連通するようにプローブを配
    置するステップと、 (b) 加圧ガスを含む既知容積のリザーバからコアサン
    プルに前記プローブを通して加圧ガスを注入し、これに
    より加圧ガスがコアサンプルを通し変形半球パターンを
    なして拡散するステップと、 (c) 前記ガスがプローブを通してコアサンプル内に流
    れるときこのガスの圧力(p)を選択された間隔で測定
    すると共に圧力測定間の時間(t)を測定するステップ
    と、 (d) このステップ(c)の圧力−時間の測定に基づい
    て瞬間圧力−減衰パラメータを計算するステップと、 (e) このステップ(d)の瞬間圧力−減衰パラメータ
    からコアサンプルの透過率を決定するステップからなる
    透過率を決定する瞬間圧力−減衰方法。
  2. 【請求項2】 前記位置決めステップはさらにプローブ
    を通してコアサンプル上にレーザ光を照射してコアサン
    プル上での選択された測定点でのプローブの位置決めを
    容易にするステップを含む請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記圧縮ガスをコアサンプルに注入する
    ステップは、 (a) コアサンプルの透過率を評価するステップと、 (b) このコアサンプルの評価された透過率に基づいて
    加圧ガスのリザーバの容積を、この容積が好適な容積に
    ほぼ等しくなるまで調節するステップと、 (c) このリザーバの調節された容積からの圧縮ガスを
    プローブを介してコアサンプルに注入するステップとを
    含む請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記透過率評価ステップは、 (a) コアサンプルに流入するガスの圧力の第1測定と
    この測定が行われる時間の前記第1測定を行うステップ
    であって、この第1測定が、ガスのコアサンプルへの流
    入開始時になされるステップと、 (b) コアサンプルに流入するガスの圧力の第2測定と
    この測定が行われる時間の前記第2測定を行うステップ
    であって、この第2測定が、2つの事象のうちの第1の
    事象が生じたときになされ、前記事象の一方の事象はガ
    ス圧力の選択されたレベルへの降下であり、他方の事象
    は、第1測定後の選択された時間量の経過であるステッ
    プと、 (c) コアサンプルに流入するガスの圧力の測定とこの
    測定を行う時間の測定との第3測定を行うステップであ
    って、この第3測定は、2つの事象のうちの第1の事象
    が生じた時点でなされ、前記事象のうちの一方の事象は
    ガス圧力の選択されたレベルへの降下であり、他方の事
    象は前記第2測定がなされてからの選択された時間量の
    経過であるステップと、 (d) 前記各圧力測定とこれらの圧力測定の間の経過時
    間に基づいてコアサンプルの透過率を評価するステップ
    とを含む請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記リザーバは、その容積を調節する弁
    手段を有する複数個の室からなり、室に対する弁の付勢
    によりこの室が閉じられると共にこの室の容積に等しい
    量だけリザーバの容積が低減される請求項3記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 リザーバ内の各室の各容積を構成するス
    テップをさらに含む請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記加圧ガスはリザーバからプローブの
    室を介してコアサンプルに至ると共に、前記プローブ室
    は既知容積を有し、 (a) 前記リザーバは弁駆動手段を有する3つの室から
    なり、(i) 第1室はプローブ室の容積の約5倍の容
    積を有し、(ii) 第2室は前記第1室の容積の約6倍
    の容積を有し、(iii) 第3室は前記第2室の容積の約
    6倍の容積を有し、 (b) 前記容積調節ステップは、(i) 評価された透
    過率が第1透過率のしきい値より大きい第1室の弁手段
    を付勢するステップと、(ii) 評価された透過率が第
    2透過率のしきい値より大きいとき第2室の弁手段を付
    勢するステップと、(iii) 評価された透過率が第3透
    過率のしきい値より大きいとき第3室の弁手段を付勢す
    るステップを含んでなる請求項5記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記測定ステップは、 (a) 選択された頻度でプローブ内のガス圧力を測定す
    るステップと、 (b) 圧力測定値を一連の選択された圧力しきい値と比
    較するステップと、 (c) 圧力測定値を記録すると共に、圧力が選択された
    圧力しきい値の1つに達したときの測定時間を記録する
    ステップと、 (d) 2つの事象の第1の事象が生じるまでステップ
    (a)〜(c)を継続するステップであって、前記事象
    の一方は選択された圧力しきい値の最後のしきい値に達
    する圧力であり、他方の事象は選択された最大時間幅の
    経過であるステップとを含む請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記瞬間圧力−減衰パラメータ計算ステ
    ップは、 (a) 対をなす圧力−時間測定値に対して瞬間流量関数
    (y)を計算するステップであって、この計算が、 VT =リザーバ内の加圧ガスの容積、 p[n]=一対の圧力測定値の第2の測定値、 (t[n]-t[n-1]) =2つの圧力測定値の間の時間幅とし
    て、 y[n]= VT (1n(p[n-1]/p[n]))/(t[n]-t[n-1]) からなるステップと、 (b) 対応する瞬間圧力降下(p g ) を計算するステッ
    プであって、この計算が p g [n]=(p[n])(p[n-1]))1/2 からなるステップとを含む請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記透過率決定ステップは、 (a) リザーバ内のガスの粘性(μ)を計算するステッ
    プと、 (b) プローブとコアサンプルの間に形成されたシール
    の幾何学的形状に基づいて幾何学的形状因子(G
    o i ) を決定するステップと、 (c) 選択された対をなす瞬間流量関数(y)と対応す
    る圧力降下値(Pg )をカーブフィット(曲線の当ては
    め)させて係数A0 , A1 およびA2 を決定するステッ
    プと、 (d) Klinkenberg 透過率(k∞)を計算するステップ
    であって、この計算が k∞=29392 μ A1/Go r i からなるステップと、 (e) Klinkenberg ステップ因子(b) を計算するステッ
    プであって、この計算は、pa を大気圧として、 b= A0/2A1 -Pa からなるステップと、 (f) コアサンプルの有効透過率(kG )を計算するス
    テップであって、この計算は、 pg = 瞬間圧力降下値および y = 対応する瞬間流量関数として、 kG =29392 μ y/( ( Go r i ) (pg + 2 pa ) ) からなるステップとを含む請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】 高透過率を有するコアサンプルに対す
    る慣性流れ抵抗降下を排除するステップをさらに含み、
    この排除ステップは、 (a) 複数のpg 値から最小の瞬間圧力降下値(pg * )
    を選択するステップと、 (b) 選択された pg * 値に基づいて瞬間流量関数(y
    * )を計算するステップであって、この計算が y * = A0 + A1pg * + A2 (pg * )2 からなるステップと、 (c) 選択された pg * 値が選択されたしきい値以下の
    とき値ゼロの Pg * に対応するように y* を外そうする
    ステップと、 (d) Klinkenberg スリップ因子( b* )に対する第1
    値を評価するステップと、 (e) 前記スリップ因子( b* )に基づいてKlinkenber
    g 透過率(k∞)を計算するステップであって、計算が k∞=29392 μ y* /(( Go r i ) (pg * + 2 pa + 2
    b* ) ) からなるステップと、 (f) ステップ(e)のKlinkenberg の透過率(k∞)
    の計算値に基づいてKlinkenberg スリップ因子( b* )
    の改善値を計算するステップであって、この計算が b* = 6.9 k∞-0.382 からなるステップと、 (g) 前回の繰り返しからのスリップ因子( b* ) の変
    化が選択された公差内に入るまでKlinkenberg 透過率と
    スリップ因子計算のステップ(e)と(f)を再び繰り
    返すステップと、 (h) pg * とy * 値に基づいて有効透過率(kG )を
    計算するステップであって、この計算が kG = 29392μ y* /((Go r i ) (pg * + 2 pa ) ) からなるステップとを含む請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】 ガス圧力の測定前にリザーバ内のガス
    の温度が周囲温度に安定化することを許容するステップ
    をさらに含む請求項1記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記温度安定化ステップはリザーバ内
    に複数本の銅チューブを配置することにより容易化され
    る請求項12記載の方法。
  14. 【請求項14】 瞬間圧力減衰法を用いてコアサンプル
    の透過率を決定する装置であって、 (a) 既知容積の加圧ガスから加圧ガスを分与するリザ
    ーバと、 (b) リザーバとコアサンプルに封止連通するプローブ
    であって、リザーバからこのプローブを通してコアサン
    プル中に加圧ガスを通過させ、これにより加圧ガスが変
    形され半球パターンをなしてコアサンプルを通して拡散
    するプローブと、 (c) 加圧ガスが前記プローブを通過するときの加圧ガ
    スの圧力を測定する手段と、 (d) 圧力測定の間の経過時間を測定する手段と、 (e) 前記圧力−時間の測定値から圧力−減衰パラメー
    タを計算すると共にこれらの圧力−減衰パラメータに基
    づいてコアサンプルの透過率を計算する手段とを備えた
    コアサンプルの透過率決定装置。
  15. 【請求項15】 前記プローブはリザーバに封止連通す
    る入力端部と、コアサンプルに封止連通する出力端部
    と、前記入力端部を前記出力端部に接続する既知容積の
    プローブ室であって、前記圧力測定手段に圧力連通する
    プローブ室とを備える請求項14記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記プローブの出力端部をコアサンプ
    ル上での選択された測定点に封止連通するように位置決
    めする手段をさらに備える請求項15記載の装置。
  17. 【請求項17】 前記位置決め手段は、 (a) 前記プローブが移動自在に着座される第1キャリ
    ッジであって、コアサンプルの上に移動自在に装着さ
    れ、前記プローブは、このプローブが測定点の第1座標
    に整合されるまでコアサンプルに沿い前記第1キャリッ
    ジを移動させることにより横方向に配置される第1キャ
    リッジと、 (b) コアサンプルが保持される第2キャリッジであっ
    て、コアサンプルが、測定点の第2座標がプローブの下
    方に配置されるまで前記第2キャリッジを後方または前
    方に移動させることにより整合される第2キャリッジ
    と、 (c) プローブが、第1キャリッジ内の静止位置と、プ
    ローブの出力端がコアサンプル上の測定点に封止連通す
    る測定位置の間で第1および第2座標に整合された後プ
    ローブを移動させる手段とを備える請求項16記載の装
    置。
  18. 【請求項18】 前記配置手段は、 (a) 前記プローブが移動自在に着座される第1キャリ
    ッジと、 (b) 第1キャリッジが、移動自在に装着される第2キ
    ャリッジであり、コアサンプル上に移動自在に配置され
    る第2キャリッジであって、前記プローブは、このプロ
    ーブが測定点の第1座標に整合されるまで前記第2キャ
    リッジをコアサンプルに沿い移動させることにより横方
    向に整合され、また前記プローブは、第2座標がプロー
    ブの下方に達するまで第1キャリッジを後方または前方
    に移動させることにより測定点の第2座標に整合されて
    なる第2キャリッジと、 (c) 前記プローブが、第1キャリッジ内の静止位置
    と、プローブの出力端部がコアサンプル上の測定点と封
    止連通される測定位置の間の測定点の第1および第2座
    標に整合された後プローブを移動させる手段とを備えて
    なる請求項16記載の装置。
  19. 【請求項19】 前記配置手段はさらにレーザ光ガイド
    手段からなり、レーザ光プローブの出力端部の中心に整
    合される位置でプローブの出力端部からコアサンプル上
    にレーザ光があたるようにレーザ光が照明される請求項
    16記載の装置。
  20. 【請求項20】 前記プローブの基準位置に対する位置
    を決定する検出手段をさらに備える請求項16記載の装
    置。
  21. 【請求項21】 前記リザーバは複数個の弁手段により
    プローブ室に接続された既知容積の複数個の室からな
    り、ある室に対する弁手段の開放および閉成はそれぞ
    れ、プローブ室に圧力連通するリザーバ内の加圧ガスの
    容積を増加および減少させてなる請求項15記載の装
    置。
  22. 【請求項22】 前記リザーバはさらに前記室の容積を
    調節する較正手段を備えてなる請求項21記載の装置。
  23. 【請求項23】 前記室は、 (a) プローブ室の容積より大きな容積を有する1室で
    あって、第1弁手段が第1の室とプローブ室の間を連通
    する第1室と、 (b) この第1室の容積より大きな容積を有する第2室
    であって、第2弁手段が前記第2室とプローブ室の間を
    連通する第2室と、 (c) 第2容積より大きな容積を有する第3室であっ
    て、第3弁手段がこの第3室とプローブ室の間を連通す
    る第3室とを備える請求項21記載の装置。
  24. 【請求項24】 前記プローブ室は約4立方センチメー
    トルの容積を有し、前記第1室は約20立方センチメー
    トルの容積を有し、前記第2室は約120立方センチメ
    ートルの容積を有し、さらに前記第3室は約720立方
    センチメートルの容積を有する請求項23記載の装置。
  25. 【請求項25】 前記リザーバは複数個の銅製チューブ
    を有してリザーバ内のガスの温度の安定化を容易にする
    請求項14記載の装置。
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