砂岩比面

簡介

砂岩比面系指單位體積砂岩內顆粒的總表面積，或單位體積岩石內總孔隙的內表面積,單位為cm/ cm。由於砂岩的顆粒很小, 故其比面是比較大的, 有時可高達2000cm/ cm 。

砂岩可以根據比面大小分為粗砂岩（1~0.5）、細砂岩（0.25~0.125）、粉砂岩（0.0625~0.0039），由此可以看出砂岩的比面是很大的，而且它的大小，對流體在岩石孔隙中的流動具有明顯的影響，如表面現象、吸附、流動阻力等。這也是油田為何採收率總不是很高的原因所在。

比面通常可分為以岩石外表體積、骨架體積和孔隙體積為基數的比面。根據毛管模型，以岩石骨架體積為基數的比面的計算公式為：

式中，

S_b---以岩石骨架體積為基礎的比面，cm/ cm；

φ--孔隙度,小數；

A---截面積，cm；

L---長度，cm；

H---岩心兩端的壓差，cm水柱；

Q---通過岩心的空氣流量,cm/s；

μ---空氣的粘度，10mPa.s 。

當孔隙度已知，A和L可以用遊標卡尺直接量出，由查表得到μ後，只要通過壓力計測得空氣通過岩樣的壓差H和相應的流量Q便可算出岩樣的比面。

1、實驗步驟

（1）打開水罐進液閥、放空閥，向水罐中灌水，大約灌2/3體積時停止，關閉水罐進液閥及放空閥；

（2）用遊標卡尺量出岩樣的長度和直徑，計算岩樣的截面積；

（3）將岩樣放入岩心夾持器，關閉環壓放空閥，打開環壓閥加環壓，確保岩樣與夾持器之間無氣體竄流；

（4）準備好秒表、打開流量控制閥,並控制流出的水量，待壓力計的壓力穩定在某一H值後，測量一定時間內流出的水量，用同樣的方法至少測定三個水流量和與之相應的H值。（如果岩石滲透率較低，關閉水柱閥，用汞柱壓差計讀取岩心上游壓力，並將汞柱高度轉換成水柱高度。）；

（5）關流量控制閥，關閉環壓閥，緩慢打開環壓放空閥，結束實驗。

2、數據處理與計算

計算單位時間流出的水量Q，將Q和與之相應的H值及已知量φ、A、L和μ代入公式算出岩樣的比面。其中μ值由實驗室給出的空氣粘溫曲線查出。

比面的大小通常由室內測定方法來確定, 亦可以通過岩石的其他物性來估算。下面介紹利用粒度組成資料估算砂岩比面的方法。

設岩石為等直徑d 的球形顆粒組成, 每顆顆粒的表面積為:

體積應為：

又假設單位體積岩石中孔隙總體積為V, 則該岩石中顆粒所占的體積V_s 為:

從而單位體積岩石中的顆粒總數N 則為:

顯然, 單位體積岩石中全部顆粒總表面積, 即比面S 為:

真實岩石顆粒的直徑彼此不等, 可採用加權平均法求得比面, 即: