フラクチャー型コアの相対浸透率測定を目的とした水-ガス混合小流量計の開発

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従来の測定装置では測定が困難であったフラクチャー構造を有するコアの相対浸透率を求めることを目的とした、新たな気液混合微小流量計を開発した。本流量計は、コアから流出する水およびガスを内径1mm程度の細管内に導入して2層の流れとし、細管内を流れる水とガスをビームセンサで判別して流量を求めるものである。本研究では、ビームセンサのタイプ(反射型もしくは透過型)、細管の材質(塩化ビニル製もしくはガラス製)、細管の内径ならびにビームセンサ間の距離などをパラメータとして変化させて実験を行ない、最も精度良く水とガスの流量を測定できる条件を求めた。その結果、ビームセンサとしては透過型が適しており、細管はガラス製が適しており、内径が細いほど精度が向上することが分かった。また、本流量計では、ビームセンサを細管の上流から下流に向かって4つ設置し、収録した各ビームセンサの出力波形を柑互相関処理に供して、ある実験経過時間における水泡および気泡の各ビームセンサ間の通過時間と、通過量を求めている。ビームセンサの出力波形が極端に密な場合や、極端に疎な場合において、相互相関処理による波形解析が困難になるため、各ビームセンサ間の距離を最適化することが重要であったが、実験を通じて、概ね各ビームセンサ間を水泡(気泡)が1〜10秒程度で通過するように各ビームセンサ間距離を設定することによって適切な波形処理ができることがわかった。最適化された本流量計を用いて、標準的な岩石コアの相対浸透率を測定レ、従来の装置で求めた相対浸透率よりもさらに精度の高い相対浸透率曲線が得られることを示した。また、フラクチャー構造を有する岩石コアとして来待砂岩コアの相対浸透率を測定した結果、本流量計を用いて、その特異な相対浸透率曲線を求めることができ、本研究で開発した気液混合微小流量計の有用性が示された。