Илья Петрович Аронов - младший научный сотрудник лаборатории метрологического обеспечения наноиндустрии, спектральных методов анализа и стандартных образцов (251) УНИИМ – филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
620075, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4
Ilya P. Aronov – junior researcher laboratory for metrological support of nano industry, spectral analysis methods and reference materials UNIIM – Affiliated Branch of the D. I. Mendeleev Institute for Metrology
4 Krasnoarmeyskaya str., Ekaterinburg, 620075
Егор Павлович Собина – д-р техн. наук, и. о. директора УНИИМ – филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
620075, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4
Egor P. Sobina – D. Sc. (Eng.), acting director of UNIIM – Affiliated branch of the D. I. Mendeleyev
4 Krasnoarmeyskaya St., Ekaterinburg, 620075
Статья посвящена разработке стандартных образцов газопроницаемости горных пород (имитаторы), имеющих прослеживаемость к Государственному первичному эталону единиц удельной адсорбции газов, удельной поверхности, удельного объема пор, размера пор, открытой пористости и коэффициента газопроницаемости ГЭТ 210-2019. На момент начала данного исследования в системе метрологического обеспечения измерений коэффициента газопроницаемости существовали только стандартные образцы утвержденного типа с прослеживаемостью к результатам измерений, полученным в межлабораторном эксперименте с помощью анализаторов газопроницаемости, калиброванных с помощью тех же самых стандартных образцов, а стандартные образцы с прослеживаемостью к государственному первичному эталону отсутствовали. Вследствие этого в метрологической практике измерений газопроницаемости отсутствовала стабильная во времени основа для сравнения, что и побудило авторов начать работу в данной области. В статье рассматриваются ключевые этапы процесса разработки стандартных образцов: анализ аналогичных стандартных образцов утвержденного типа, выбор исходного материала стандартных образцов, проведение экспериментальных исследований и установление на основе этих исследований метрологических характеристик стандартных образцов. В качестве исходного материала стандартных образцов использовались керамические цилиндры на основе оксида алюминия; методика измерений коэффициента газопроницаемости основана на методе стационарной фильтрации. Измерения коэффициента газопроницаемости были проведены на образцах с различной газопроницаемостью с помощью газов азота и гелия. По результатам этих измерений для каждого образца были рассчитаны коэффициенты газопроницаемости при заданных обратных поровых давлениях и коэффициент абсолютной газопроницаемости. В результате проведенного исследования был утвержден набор стандартных образцов газопроницаемости горных пород (имитаторы) ГСО 11546–2020/ГСО 11550–2020, диапазон аттестованных значений которых составляет (0,1·10–3 – 5) мкм2 , а расширенная неопределенность аттестованных значений Uo (при k = 2 и P = 0,95) установлена 3 %. Авторы считают, что набор данных ГСО 11546–2020/ГСО 11550–2020 обеспечит метрологическую прослеживаемость и достоверность результатов измерений коэффициентов газопроницаемости, что в свою очередь будет иметь практическую значимость для лабораторий, занимающихся петрофизическими исследованиями.
The article presents the development of reference materials of gas permeability of rocks (imitators) with traceability to Get 210–2019: State Primary Standard of Units of Specific Adsorption of Gases, Specific Surface Area of Pores, Specific Volume of Pores, Dimension of Pores, Open Porosity, and Coefficient of Gas Permeability of Solid Substances and Fabricated Materials. At the time of the beginning of this study, in the system of metrological assurance of gas permeability coefficient measurements, there were only reference materials of an approved type with traceability to the measurement results obtained in an interlaboratory experiment using gas permeability analyzers that were calibrated using the same reference materials, and reference materials with traceability to the State Primary Standard were absent. As a result, in the metrological practice of gas permeability measurement, there was no stable basis for comparison. This fact prompted the authors to research work in this area. The article considers the key stages of the process of reference materials development: analysis of similar reference materials of an approved type, selection of the starting material for reference materials, performing experimental research, and determining, on the basis of this research, the metrological characteristics of reference materials. Ceramic cylinders based on aluminum oxide were used as the starting material for reference materials; the method to measure the gas permeability coefficient is based on the method of stationary filtration. Measurements of the gas permeability coefficient were carried out on samples with different gas permeability using nitrogen and helium gases. Based on the results of these measurements, for each sample, the gas permeability coefficients were calculated at the given reverse pore pressure and the absolute gas permeability coefficient. As a result of the study, a set of reference materials of gas permeability of rocks (imitators) GSO 11546–2020 /GSO 11550–2020 was approved, the range of certified values is (0.1 10–3 – 5) μm2 , and the expanded uncertainty of certified values Uo (k = 2, P = 0.95), is 3 %. The authors believe that the GSO 11546–2020 / GSO 11550–2020 dataset will ensure metrological traceability and reliability of gas permeability coefficient measurements. As a result, it will bring practical relevance to a petrophysical research laboratory.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.