ICS 75.010 E 11 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 Technical requirements for determination of gas diffusion coefficient in shale reservoir 2021-06-01实施 2020-11-19发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39539—2020 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 术语和定义 方法提要 仪器设备与材料 样品的制备 测定步骤及要求 8 数据处理 数值修约 9 10 精密度· 11 实验结果数据： 附录A（资料性附录）页岩储层气体扩散系数测定实验报告 附录B（资料性附录）扩散系数计算公式推导 GB/T39539—2020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009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：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司页岩气研究院、中国石油天然气 院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探开发研究院、中国石化胜利油田分公司勘探开 发研究院、中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司、中海油研究总院有限责任公司。 本标准主要起草人：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、白玉湖、庞伟、郑强、万欢、王宇蓉、包友书。 1 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：1.0X10-3cm²/s~1.0×10-8cm/s。 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T19560—2008煤的高压等温吸附试验方法 GB/T29172—2012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数 gas diffusion coefficient in shale reservoir 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：单位为平方厘米每秒（cm/s）。 3.2 气体浓度 gas concentration 单位体积页岩样品中含有气体的质量 注：单位为毫克每立方厘米（mg/cm²）。 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 岩储层中甲烷气体的扩散系数。 仪器设备与材料 5 5.1 样品制备所需仪器设备包括： 钻样机； 干燥箱； 干燥器； 1 GB/T39539—2020 游标卡尺：精度土0.002cm； 天平：感量0.0001g。 5.2 2扩散仪应有以下配置： 岩心夹持器； 液压泵：流量精度土0.25%设定值，压力精度土0.25%设定值； 恒温控制系统：范围0℃~150℃； 温度监测系统：精度士0.1℃； 压力监测系统：精度土0.1%满量程； 气体增压系统：0MPa~40MPa，精度士0.01MPa； 时间监测系统：精度土0.1s； 气体流量计：精度土0.1%满量程。 5.3 所需材料包括： 甲烷：纯度（体积分数）大于99.99%； 氮气：纯度（体积分数）大于99.99%； 硫酸钾过饱和溶液。 6样品的制备 6 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 量，样品基础数据参见附录A的表A.1。 6.2 2干燥基样品制备 将样品放入干燥箱，在105℃条件下烘干至恒重，取出后放人干燥器内冷却至室温。 6.3 3平衡水基样品制备 采用硫酸钾过饱和溶液平衡水基样品制备，具体步骤按照GB/T19560一2008执行。 7测定步骤及要求 7.1装样 将页岩样品装入岩心夹持器中，实验装置如图1所示。 2