实验七压汞毛管力曲线测定
一．实验目的
1．了解压汞仪的工作原理及仪器结构；
2．掌握毛管力曲线的概念及实验数据处理方法。

二．实验原理
岩石的孔隙结构极其复杂，可以看作一系列相互连通的毛
细管网络。

汞不润湿岩石孔隙，在外加压力作用下，汞克
服毛管力，可进入岩石孔隙。

随压力增加，汞依次由大到
小进入岩石孔隙，岩心中的汞饱和度不断增加。

注入压力
与岩心中汞饱和度的关系曲线即为毛管力曲线，如图
7-1 所示。

汞与空气的界面张力σ=480 达因／厘米，接触
角θ=140o。

三．仪器结构
图7-1 压汞退汞毛管力曲线
图7-2 岩石孔隙结构仪
1、2、3、4 压力表，5、6、7、8 压力传感器，9、10 抽空阀，11、12 岩心室，13、14、15 高压电磁阀，
16、17、18 高压手动阀，19、20 隔离阀，21 补汞杯，22、23 汞体积计量管，24、25 压差传感器，
26 高压泵阀，
27 进液阀，28 高压泵，29 步进电机，30 酒精杯，31、32 岩心室阀，33、34 补汞阀，35、36 放空阀，37 真空表，
38 真空放空阀，39 真空泵阀，40 真空泵，41 气体阱
仪器组成：全套仪器由高压岩心室，汞体积计量系统，压力计量系统，补汞装置，高压动力系统，真空系
统，计算机实时数据采集处理控制系统七大部分组成。

仪器性能指标：
1．使退汞压力可达0.005MPa(绝对压力)以下,最高压力50MPa 以上。

实验过程实现全自动控
制。

2．可测定压力点数目：≥100 个，压力传感器量程：0.1、1、10、50MPa 各一支，可同时做三
块Ф25×25mm 岩样。

四．实验步骤
(1) 调整汞瓶及汞体积测量管内液面位置：打开隔离阀19、20；将步进电机及电磁阀控制器所有开关置于手动状态；打开三个电磁阀及三个高压手动阀；开机进入系统测试，检测所有传感器；
开补汞阀33、34，将补汞杯的调节扭的指针调至当时大气压对应的高度，调整丝杠升降机使指示灯处于亮与不亮状态（瞬时针转-汞瓶升，逆时针转-汞瓶降）。

控制的高压柱塞泵28 的进退，调节到压力传感器8（或压力表4）的读书为零。

再次调整丝杠升降机使指示灯处于亮与不亮状态；
关闭隔离阀19、20，液面调整结束。

(1) 装岩样：先将被测岩样装入岩心室11、12，上紧上盖，打开岩心室上方的抽空阀9、10，关闭岩心室下方的岩心室阀31、32，打开补汞阀33、34。

(2) 抽空：打开真空泵阀39，关闭放空阀38，接通真空泵的电源，抽真空15-20 分钟。

关闭抽空阀9、10，关闭真空泵40，开放空阀38。

(3) 补汞：打开岩心室阀31、32，调补汞杯升降机（顺时针转——使补汞杯上升），使指示灯
亮（补汞杯21 中的汞面位置与岩心室顶部的高度差为大气压力）。

关补汞阀33、34。

(4) 利用微机控制进行进攻和退汞实验：软件有六个子菜单，分别是：“参数输入、系统测试、实时控制及数据采集、原始数据、数据
处理和退出”。

a．参数输入：点击“岩心室选择”—选择所使用的岩心室，如第一岩心室（从右到左分别是第一、第二、第三岩心室）；然后点击子菜单“第一岩心室”、“第二岩心室”，输入放入该岩心
室的岩心的主要参数，如渗透率、孔隙度、孔隙体积，大气压力等参数，其它参数不参加运算。

保
存文件名一定加后缀“.txt”
b．系统测试：有“压力传感器测试”“电磁阀门测试”两个子菜单。

点击“压力传感器测试”测试压力传感器是否正常及汞体积测量管中汞柱的位置，岩心抽真空后开始做实验前，压力传感器的压力值在0.035~0.045 范围内均可满足要求，若不在此范围，通过手动控制高压泵进、退，使压
力调试到该范围内。

点击“电磁阀测试”子菜单，用鼠标点击“开”或“关”，可检查电磁阀是否运转正常。

c．实时控制及数据采集：有“空载实验”和“岩心实验”两个子菜单。

两个实验过程相同。

“空载实验”由教师事先测试。

主要测试汞本身的压缩值，岩心室一、二、三的空载实验文件名，为kz1.txt，kz2.txt，kz3.txt，文件名系统自动生成，若已做过空载实验，可讲原文件改名，以
免被覆盖。

点击“岩心实验”，输入进汞最高压力（如30 或50MPa）和退汞最低压力0.005MPa，“确定”即可。

点击“退出”后即进入实时数据采集窗口：当阀门及控制面板操作完成后（控制按扭全部达
到自动），点击“采集开始”，计算机将自动控制完成压汞和退汞实验。

结束后，数据自动存盘，点击“采集结束”。

d．原始数据：点击该菜单，显示不同岩心室的空载数据文件和最后一个岩心实验数据文件，
该数据文件一直在更新，不能打印。

e．数据处理：有“选择数据文件、显示处理结果、打印实验报告”三个子目录，操作顺序是从上到下，不能颠倒。

点击“选择数据文件”，即出现所做过的实验的全部文件，双击文件名，即可显示实验结果，点击曲线上的“参数修改”，可修改渗透率、孔隙度等参数，点“确认”显示修改后的曲线，点击“退出”。

点击“显示实验结果”可显示所选取实验文件名对应的数据处理结果。

点击“打印实验报告”，打印测试结果。

f．退出：退出系统，实验结束。

五．实验结果处理要求
1．根据不同压力下的进汞体积及退汞体积及岩心的孔隙体积等参数，计算岩心中的含汞饱和度（列表及绘图）；
2．根据毛管力公式计算不同压力对应的毛管半径，绘制孔隙大小分布图（列表及绘图）；
3．计算岩石的有关物性参数，说明获得这些参数的方法。

压汞毛管力曲线实验记录表。