Preview

Эталоны. Стандартные образцы

Расширенный поиск

Разработка стандартных образцов газопроницаемости

https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-2-5-18

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

И. П. Аронов
Уральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»
Россия

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



Е. П. Собина
Уральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»
Россия

Егор Павлович Собина – д-р техн. наук, и. о. директора УНИИМ – филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»

620075, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4



Список литературы

1. Собина Е. П. Разработка комплекта стандартных образцов открытой пористости твердых веществ, материалов (имитаторов) // Стандартные образцы. 2016. № 2. С. 36–43. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2016-0-2-36-43

2. Кобранова В. Н. Петрофизика: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1986. 392 с.

3. Троицкий В. М. Феноменологический подход к анализу экспериментальных данных о газопроницаемости в пористых средах. Истинная причина эффекта Клинкенберга // Вести газовой науки. 2017. № 2(30). С. 110–124.

4. Козыряцкий Н. Г. Стандартные образцы для метрологического обеспечения измерений абсолютной газопроницаемости керна // Каротажник. 2016. № 9(267). С. 73–84.

5. ГОСТ 26450.2–85 Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации. М.: Издательство стандартов, 1985. 17 с.

6. Песков А. В. Особенности измерения абсолютной проницаемости горных пород // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: технические науки. 2020. Т. 28. № 2(66). С. 73–83. https://doi.org/10.14498/tech.2020.2.5

7. ASTM D4525–90(2001) Standard test method for permeability of rocks by flowing air // ASTM International [Elektronnyi resurs]. URL: https://www.astm.org/DATABASE.CART/HISTORICAL/D4525–90R01.htm (дата обращения: 10.12.2020).

8. RP 40 Recommended practices for core analysis // American Petroleum Institute [Elektronnyi resurs]. URL: http://w3.energistics.org/RP40/rp40.pdf (дата обращения: 10.12.2020).

9. Собина Е. П. Государственный первичный эталон единиц удельной адсорбции газов, удельной поверхности, удельного объема пор, размера пор, открытой пористости и коэффициента газопроницаемости твердых веществ и материалов ГЭТ 210-2019 // Измерительная техника. 2020. № 12. С. 3–12. https://doi.org/10.32446/0368–1025it.2020-12-3-12

10. ГОСТ 34100.3–2017/ISO/IEC Guide 98–3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. М.: Стандартинформ, 2018. 104 с.

11. Klinkenberg L. J. The permeability of porous media to liquids and gases // Drilling and production practice. 1941. pp. 200–211. https://doi.org/10.5510/OGP20120200114

12. Kazemi M., Takbiri-Borujeni A. An analytical model for shale gas permeability // International journal of coal geology. 2015. Vol. 146. pp. 188–197. https://doi.org/10.1016/j.coal.2015.05.010

13. Wang S., Lukyanov A. A., Wu Y. S. Second-order gas slippage model for the Klinkenberg effect of multicomponent gas at finite Knudsen numbers up to 1 // Fuel. 2019. Vol. 235. pp. 1275–1286. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.08.113

14. Methane recovery from gas hydrate-bearing sediments: an experimental study on the gas permeation characteristics under varying pressure / A. Okwananke [et al.] // Journal of petroleum science and engineering. 2019. Vol. 180. pp. 435–444. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.05.060

15. Parametric Technology Corporation (2019), Mathcad Prime 6.0.0.0 [программное обеспечение].

16. ГОСТ ISO Guide 35–2015 Стандартные образцы. Общие и статистические принципы сертификации (аттестации). М.: Стандартинформ, 2016. 61 с.


Для цитирования:


Аронов И.П., Собина Е.П. Разработка стандартных образцов газопроницаемости. Эталоны. Стандартные образцы. 2021;17(2):5-18. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-2-5-18

For citation:


Aronov I.P., Sobina E.P. Development of reference materials for gas permeability. Measurement Standards. Reference Materials. 2021;17(2):5-18. (In Russ.) https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-2-5-18

Просмотров: 132


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2687-0886 (Print)