多孔介质中流体的扩散系数及其测量方法①.PDF

　1998 年 5 月 地 　球 　物 　理 　学 　进 　展 第 13 卷 　第 2 期 　 多孔介质中流体的扩散系数 及其测量方法① 查传钰 (江汉石油学院物探系 , 湖北荆沙 　434 102) 吕　钢 (江苏油田勘探处 , 江都 　22526 1) 摘 　要 　本文论述了多孔介质中流体的扩散特性 , 论述了 PF G - N MR 扩散测量方法和 CPM G - N MR 扩散测量方法 , 相应的扩散系数计算方法 , 测量特点以及测量的应用 关键词 　核磁共振 , 驰豫 , 扩散 , 扩散系数 , 扩散长度 , PF G 脉冲系列 , CPM G 脉冲系列 1 　纯流体的扩散系数 流体分子的热运动造成了流体的扩散运动 , 描写流体扩散运动的主要参数是扩散系 数 纯流体的扩散系数称固有扩散系数 , 记作 D 0 , 它和流体特性有关 , 还和流体所处的 ( ) 温度 温度决定了流体分子运动速度 、压力及粘度有关 对液体 , 如水 、油 , 温度越高 , 分子运动速度越快 , 扩散系数就越大 - 粘度越大 , 分子之间相对运动越困难 、扩散系数就越小 D 0 和温度 、粘度的关系可用下式来表示 : T ( ) D 0 = A 1 300 η 式中: T 为温度 (°K) , η为粘度 (CP) , A 为比例系数 , 水为 2 5 , 油为 13 - 4 2 - 5 2 一般水的 D 0 10 cm / S , 在室温条件下为 2 3 ×10 cm / S 油的扩散系数和水相 - 5 2 差不大 , 均为 10 cm / S 的数量级 表 1 为常见流体的扩散系数 油和水的扩散系数随温 度的变化有所不同 , 随着温度的上升 , 水的粘度变化小 , 而油的粘度明显降低 , 因此油的 扩散系数随温度的变化 , 变化幅度较大 表 1 　常见的油 、气 、水扩散系数 ( 200°F , 4500psi , G= 17 高斯/ cm) ( ) 流 　体 水 盐水 油 天然气 甲烷 - 5 2 D 0 ×10 cm / S 77 7 9 100 120 ① 本文 1997 年 9 月 29 日收到 　第 13 卷 　第 2 期 查传钰等 : 多孔介质中流