非定常状態プロフイル透過率計の方法と装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は透過率などの属性を決定する際に用いられる方法と装置に係り、特にリザーバロックのコアサンプルの透過率を測定する非定常状態非破壊的方法に関する。
【０００２】
【従来技術】透過率は、リザーバロックなどの多孔性材料の流体を送出する容量（ロックの流体伝導度）である。この透過率はリザーバ内の流体流の速度を決定する際の最も重要なパラメータの１つである。スラブ化または非スラブ化された全コアに対する詳細な透過率の測定の地質学的に複雑で異質な構造に対しては特に有用である。透過率の非破壊測定に「プローブ透過率計」を用いる概念は公知のものである。このような装置の１つは Edinburgh Petroleum Services で製造されている。
【０００３】小径のチューブまたはプローブがリザーバから切断されたコアサンプルの表面に対して押圧される。このプローブの端部は、サンプルとプローブの間で気密封止を形成するゴム製ガスケットまたはＯリングに嵌合される。この封止部分の内部を通してロックサンプルに一定の測定圧で空気または窒素が供給される。次に、このガスは、封止部分下方の点からロックサンプルを通して拡散し、わずかに半球状のパターンをなして放散し、最後に、ガスケットまたはＯリングの外径部分を越えてサンプルの上面から、また大気圧に露出されるサンプルの他の表面から放出される。
【０００４】プローブから送出されたガスの流量および圧力は質量流量計やロタメータおよび圧力トランスデューサや圧力ゲージなどの装置により直接測定される。流量および圧力が一定（時間的に変化しない）になると、「定常状態」が得られる。次に、上流の送出圧力および流量が記録され、透過度が計算される。この従来の定常状態法の変形例は、流量制御装置により上流の送出流量を一定に保持することからなる。上流の送出圧力が時間的に不変になると、定常状態の条件が得られ、測定がなされる。
【０００５】このような定常状態測定法の１つの欠点は、定常状態になるまでに長居時間がかかる点にある。定常状態に達するまでの待ち時間は、コア材料の透過率が減少するにつれて増加する。すなわち、この待ち時間は透過率の小さなサンプルの場合２０分以上になる。他の問題点は、流量を直接測定しなければならないということにある。殆どの流量測定装置は精度が単に約±１％という非常に狭い範囲にある。現在、市販されているプローブ透過率計により測定できる透過率の範囲は約0.１ミリダルシ（md）から約１０，０００mdの範囲にあることが要求されている。しかし、約５md以下の透過率の測定は大きなパーセント誤差を有する。本発明の目的は、リザーバロックの透過率を決定する方法と装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスが正確に知られた容積のリザーバからコアサンプル中に流入するときの時間幅とガス圧力の変化を直接測定する瞬間圧力−減衰方法を用いる。この方法は次に、容積と圧力−時間パラメータから間接的に流量を決定し、瞬間的な流量と上流圧力に基づいてコアサンプルの透過率を計算する。この方法によれば、測定可能な透過率の範囲が増加される。また本発明の方法と装置によれば、Klinkenberg 透過率および有効（非スリップ補正された）ガスの透過率が決定される。
【０００７】
【実施例】図１はプローブ透過率計１０の第１の好適な実施例を示した図である。この透過率計１０は、テーブル１２、このテーブル１２に装着されてコアサンプル１６を保持するコアラック１４、プローブ２２をコアサンプル１６上の所望の位置に配置するｘ−キャリッジ１８およびｙ−キャリッジ２０、圧力トランスデューサ２４、およびマニホールド２８と大形タンク容器３０と制御システム（図略）を有するリザーバシステム２６とで構成されている。当該透過率計１０に供する制御システムにはコンピュータ（図略）が用いられる。
【０００８】オペレータはコアラック１４の第１チャネル１９１内にコアサンプル１６を配置する。コアサンプル１６は、コアサンプル１６の上端部１９６が第１チャネル１９１のチャネルエッジ部１９８に向かうように配置される。コアサンプル１６がスラブ状のときには、このサンプルはその平表面２００が上向きになるように配置される。
【０００９】スラブ状コアサンプルは、プローブ２２とコアサンプル１６のスラブ面２００の間を適切に封止すると好適である。スラブ状コアを調節するために、コアの一部が、通常はダイアモンド埋め込みソーにより除去され、コア上に平表面を形成する。コアサンプル１６の「上部」１／３が除去されることが多い。ここで「上部」とは、コアサンプル１６がその軸線を水平位置にして配置されたときのコアサンプル１６の上部をさす。スラブ状表面２００は、プローブ２２の平坦底部に従うその平坦さのために良好な封止を提供する。
【００１０】未スラブ状全コアサンプル（図略）を適切に封止するために、プローブ２２は、コアサンプル１６の軸線の軸上に配置し、コンプライアントなプローブチップ（図略）と嵌合させ、全コアの曲率を補償するようにする。透過率の計算は、プローブ２２がコアサンプル１６の平面状上部境界に対して封止されているということに基づいてなされるが、当業者は湾曲面に対する計算に適合させることもできる。
【００１１】コアサンプル１６を適切に配置すると、オペレータは、コアラック１４内の被測定コアサンプル１６毎にコンピュータに基準の深さを入力する。コアサンプル１６がコアサンプル長に切断されると、通常地面たらコアサンプル１６が取られたリザーバの深さがコアサンプル１６上に書かれ、またこの深さに対するコアサンプル１６上の特定のラインを示すラインがコアサンプル１６の軸線に垂直に描かれる。正常なときは、コアの１メートル毎に少なくとも１つのこのようなリザーバ深さマークが与えられる。
【００１２】透過率計１０内のテーブル１２がｘおよびｙ座標に区画され、これらの座標はテーブル１２の前方左角から測定される。オペレータは、被試コアサンプル１６上の基準深さラインの（オペレータに最も近い）前縁部のすぐ上に至るまでプローブ２２を手動で配置する。これは、プローブ２２が所望位置に至るまでｙキャリッジ２０をｙレール３６に沿い前方または後方に移動させると共にｘキャリッジ１８をｘレール３８に沿い横方向に移動させることにより行われる。
【００１３】透過率計１０内のプローブ２２の配置はレーザ光１７（図２に示した）を用いることにより容易になる。レーザエネルギー源（図略）は、プローブ２２の上部円筒ハウジング９４の上部に配置されたレーザ光１７０を付勢する。透過率計１０内のレーザ光ハウジング１７２は、プローブ２２の軸線に沿い上部円筒状ハウジング９４の上部に装着され、長さが約１インチの円筒をなしている。平面ガラスレンズ１７４は、例えば Edmonds Scientific 社により製造されたもので、レーザ光１７０の下方のレーザ光ハウジング１７２の底部に配置される。レンズ１７４はＯリング１７６に対して配置され、このＯリング１７６は、上部円筒状ハウジング９４の上室１２０に導く開口１７７を囲む溝に装着され、レーザ光ハウジング１７２と上部室１２０の間を封止する。
【００１４】得られた光ビームは、ガラスレンズ１７４、開口１７８、プローブロッド１０６の中央を貫通する軸孔１８０、この軸孔１８０の底部の Plexiglasプラグ１８２、および下部円筒状ハウジング９６内のプローブ室５４の要部を通り、プローブの底部から出射する。この光は、コアサンプル１６上で小さな赤い点状をなし、プローブ２２の中心線が下げられたときに触れるコアサンプル１６状の正確な位置を示す。
【００１５】プローブ２２が適切に配置されると、オペレータはボタン（図略）を押圧し、プローブ２２が、このコアサンプル１６に対する基準点の上にプローブ２２が配置されたことをコンピュータに信号指示する。次に、コンピュータは、ｘ位置センサ３２およびｙ位置センサ３４からの位置データを入力する。なお、透過率計１０はｘおよびｙ位置センサ３２、３４を用いているが、ステッパモータや駆動ねじ（図略）などの他の位置決定方法を用いることもできる。
【００１６】コンピュータはこのコアサンプル１６の基準点に対するｘおよびｙデータを格納する。ｘ座標は基準深さを表し、ｙ座標はテーブル１２の前部に最も近いコアサンプル１６の縁部を表す。プローブ２２がｘレール（図１）に沿い右手に移動されると、コンピュータは、コアのこの部分が、コアサンプル１６の基準点によりリザーバ内でより深い点からなので、移動される距離を基準点に加えて深さを決定することになる。左手への移動はより浅い深さからのコアを表す。
【００１７】ｙ基準点は、オペレータに向かってコアラック１４の前部に最近接するコアサンプル１６の立ち上がりエッジを表す。プローブ２２がｙレール３６に沿いオペレータから離れるように移動されると、コンピュータは、プローブ２２がここではさらにコア内に配置されるので、ｙ基準点に対して上記距離を付加する。このコアサンプルに対するｙの最大値はコアサンプル１６のスラブ状部分の幅になる。
【００１８】同様にして、オペレータは、コンピュータコアラック１４内の各々のコアサンプル１６の上端部１９６および底部（図略）を示すと共に、荒石、がま、あるいはその他の望ましくない条件のためスキップされるコアサンプル１６の任意部分の開始および終了点を示す。
【００１９】図３はプローブ２２およびリザーバシステム２６の概略図であり、これらのプローブおよびリザーバシステムは、好適な実施例の透過率計１０においては、正確に既知の容積の４つのガス収容室を有する。好適な実施例におけるこれらのガス収容室は Boyleの法則の方法により較正することができ、この方法においては、正確に既知容積の基準セル（図略）内の既知圧力のガスが較正される各々の室に膨張される。ガスの室内への膨張後、ガスの圧力が測定され、またその室の容積が、膨張開始時の既知圧力、膨張後の測定圧力、および基準セルの既知容積から計算される。
【００２０】加圧ガス供給源４０からガスが充填弁４２を通してリザーバシステム２６およびプローブ２２に供給される。本透過率計１０には窒素ガスが用いられるが、空気やヘリウムなどの他のガスを用いることもできる。ガスは、マニホールド室４４（４４Ａ−Ｃとして示してある）に充填されると共に、小タンク弁４８を通して小タンク室４６（４６Ａ−Ｃとして示した）を、大タンク弁５２を通して大タンク室５０（５０Ａ−Ｃとして示してある）、およびプローブ弁５６を通してプローブ室５４に充填される。圧力トランスデューサ２４は、プローブ室５４がコアサンプル１６と封止連通されたときのプローブ室５４内のガス圧力を測定する。通風弁６０がマニホールド室４４に接続され、リザーバシステム２６が大気圧に初期化されることを許容するために、また圧力トランスデューサ２４の較正および上記室４４、４６、５０〜５４の較正のために設けられる。
【００２１】本透過率計１０における４つのガス収容室の近似的な要領は、大タンク室５０が７２０cc、小タンク室４６が１２０cc、マニホールド室４４が２０cc、プローブ室５４が４ccである。このリザーバシステム２６の構成の設計は、最大から最小までの各々のガス収容室の遮断が各々の６倍の残る容積の低減をもたらす。これに対応して、圧力減少速度は、これがリザーバシステム２６およびプローブ２２の全接続容積に逆比例することから因子６だけ増加される。透過率計１０のマニホールド２８は、以下に示すように、各種キャビテイを形成するように加工されたマニホールドブロック６２と、ガス収容室と、チャネルとで構成されている。
【００２２】図４に示したように、マニホールドブロック６２の、大タンクコンテナ３０から分離されたときの背面図から、通風弁キャビテイ６４、充填弁キャビテイ６６、プローブ弁キャビテイ６８、およびＯリング５８により封止された大タンク流入口５０Ａの存在が明らかになる。本好適な実施例におけるマニホールドブロック６２はアルミニウムで形成されるが、これは単なる例に過ぎず、真ちゅうなどの他の許容できる材料を用いてもよい。この材料は、以下に説明するように、その熱容量および熱伝導率に対して選択される。
【００２３】図５は、マニホールドブロック６２の上部部分を通しての図４のラインＡ−Ａ′に沿う断面図である。この図には、通風弁キャビテイ６４、充填弁キャビテイ６６、小タンク弁キャビテイ７０、プローブ内容積部分５４Ａ、プローブ外容積部分５４Ｂ、およびマニホールド室４４の３部分、すなわち通風チャネル４４Ａ、中央マニホールド内孔４４Ｂ、および小タンクチャネル４４Ｃが示してある。透過率計１０の小タンク室４６は３つの部分、すなわち上部部分４６Ａ、中央部分４６Ｂ、および下部部分４６Ｃ（図６に示してある）からなる。おな、小タンク室４６からなる部分の個数、およびこれらの部分の形状と関係は単に例示としてのみ与えられたためのものであり、他の構成を排除するものではない。
【００２４】図６はマニホールドブロック６２の下部部分を通しての図４のラインＢ−Ｂ′に沿う断面図である。この図には、大タンク弁キャビテイ７２、プローブ弁キャビテイ６８、中央マニホールド内腔４４Ｂ、プローブ内容積部分５４Ａ、プローブ外容積部分５４Ｂ、プローブチャネル５４Ｃ、トランスデューサチャネル５４Ｄ、および大タンク室５０の３つの部分のうちの２つ、すなわち大タンクチャネル５０ＢおよびＯリング５８により大タンク容器（図略）から封止された大タンク流入口５０Ａが示してある。本好適な実施例の小タンク室４６の底部部分４６Ｃおよび大タンク室５０の主本体５０Ｃ（図３に示した）は銅製チューブ（図略）を収容し、リザーバシステム２６が充填されたとき、またはリザーバシステム２６からガスが解放されつつあるときリザーバシステム２６内の温度を安定化させるように作用する。これは例示としてのものであり、本発明はこの温度安定化手段に拘束されるものではない。
【００２５】ガスの温度が試験中ほぼ一定のときは改善された試験結果が得られる。ガスがリザーバの充填段階中に圧縮されるときは、リザーバシステム２６内の温度は増加する。ガスが膨張するとき、温度は減少する。本好適な実施例の透過率計１０においては、上記のように、リザーバシステム２６のアルミニウム壁付き大タンク室５０と小タンク４６内に銅製チューブが配置される。この銅製チューブは大きな熱伝達面積を与え、大きな熱容量を持つので、温度安定器として作用する。この銅製チューブは、ガスがリザーバシステム２６に供給される。また、ガスの温度が比較的一定のときは熱を吸収する。ガスがプローブ室５４およびコアサンプル１６中に膨張されると、銅製チューブの蓄積熱により膨張に起因して失われた温度が回復される。
【００２６】この温度はまた、マニホールドブロック６２および大タンク容器３０に用いる材料によっても影響される。本好適な実施例においては熱伝達特性の点からアルミニウムが使用される。真ちゅうなどの他の材料も使用可能である。
【００２７】図７は、マニホールド２８およびプローブ２つの軸線を通しての図４のラインＣ−Ｃ′に沿う断面図である。この図には、プローブ室５４の構成部分の全て、すなわち、プローブ内容積部分５４Ａ、プローブ外容積部分５４Ｂ、プローブチャネル５４Ｃ、トランスデューサチャネル５４Ｄ、およびプローブクロス内腔５４Ｅ、５４Ｆが示してある。プローブ室５４の構成部分の個数は、例として与えられたものであり、本発明を限定するものではない。
【００２８】プローブ２２は、３つの主要な部分、すなわちプローブハウジング９０、プローブアセンブリ９２、およびプローブ室５４（５４Ａ−Ｆとして示してある。）を備えている。プローブ２２の基本的な機能は、コアサンプルと共に封止を形成し、マニホールド室４４とコアサンプルの間で加圧ガスに対する一定容積の通路として作用し、さらに加圧ガスのコアサンプル中への加圧ガスの注入点の近傍でガス圧力測定に対するサンプリング点を与えることにある。プローブハウジング９０は、上部円筒状ハウジング９４、下部円筒状ハウジング９１、および下部ハウジングキャップ９８から構成される。本好適な実施例においては、上部および下部円筒状ハウジング９４、９６はねじ込み接続部１００で接続され、Ｏリング１０２により封止される。同様に、下部円筒状ハウジング９６および下部ハウジングキャップ９８がねじ込み接続部１０４で接合される。
【００２９】プローブアセンブリ９２は、上端部がねじ込み接続部１１０でオペレータピストン１０８に接合され、その下端部がねじ込み接続部１１４でプローブ先端部１１２に接合されたプローブロッド１０６を備えている。プローブアセンブリ９２は、プローブハウジング９０の内壁により形成されると共に、上部円筒状ハウジング９４のオペレータピストン１０８により、また３つのＯリング、すなわち、上部円筒状ハウジングの上部室１２０と下部室１２２の間で気密封止を形成するオペレータピストン１０８の外面の溝の第１のＯリング１１６と、下部円筒状ハウジング９６の内面の上部近傍の溝に配置された第３リング１２６とにより案内された円筒状空間内を上下に移動する。第２のＯリング１２４と第３のＯリング１２６はそれぞれプローブ外容積部５４Ｂに対する上部および下部封止を形成する。
【００３０】オペレータがコンピュータの初期化を完了すると（上記のように）、透過率計２２は、以下の第２の好適な実施例の説明で示されるように、手動で配置することができると共にコンピュータで自動的に配置することができる。自動モードでは、コンピュータは（図１に示した）コアサンプル１６の上端部１９６近傍の第１チャネル１９１内のコアサンプル上にプローブ２２を配置する。さらに、コンピュータは、ｘ位置センサ３２およびｙ位置センサ３４からの入力により位置のｘおよびｙ座標を記録する。
【００３１】リザーバ充填段階を開始するために、コンピュータは、リザーバシステム２６内の弁（図３に示した）を要求された位置に調整し、これによりプローブ弁５６および通風弁６０が閉じられ、大タンク弁５２、小タンク弁４８、および充填弁４２が解放される。次に、リザーバシステム２６の３つのガス収容室（以下に示す）が、リザーバシステム２６内で所望の充填圧が得られるまで加圧ガス供給源４０からガスで充填される。本好適な実施例の透過率計１０では充填圧力は約１５psigに設定される。リザーバシステム２６の３つのガス収容室はマニホールド室４４（４４Ａ−Ｃとして示してある。）、および大タンク室５０（５０Ａ−Ｃとして示してある。）である。
【００３２】プローブ室５４には、プローブ弁５６が閉塞されることから、加圧ガスは印加されず、このリザーバ充填段階の間は大気圧に維持される。本好適な実施例の透過率計１０に使用される弁はガス付勢ポペット弁であり、開放に約１／100 秒を必要とする。本好適な実施例においては加圧ガス供給源４０からの窒素により弁を付勢する。通風弁６０および充填弁４２のストロークは約１／16インチであり、大タンク弁５２、小タンク弁４８、およびプローブ弁５６のストロークは約３／16インチである。
【００３３】さらに、本好適な実施例の透過率計１０においては、プローブ弁５６の端部（図略）は弾丸状に形成される。プローブ弁５６を閉鎖するために、加圧ガス供給源４０からのガスはプローブ−弁キャビテイ６８に注入される。ガス圧力がプローブ−弁キャビテイ６８（図５および図７）を通してプローブ弁５６を押圧し、またプローブ弁５６周りに弾丸状端部から約３／16インチに配置されたキャプチャＯリング（図略）は、プローブ室５４とマニホールド室４４の間で気密封止を与えるプローブ−弁キャビテイ６８内のシート６７（図５および図７）を押圧する。
【００３４】プローブ−弁キャビテイ６８内の加圧ガスが解放されると、ばね（図略）はプローブ弁５６をその解放位置に逆に付勢する。大タンク弁５２、小タンク弁４８、充填弁４２、および通風弁６０の全てが同様に動作する。本好適な実施例においては、弁内腔キャップ（図略）が適切にねじこまれて各弁をそれらのそれぞれの弁キャビテイ内に保持する。大タンク容器３０は通風弁６０、充填弁４２、およびプローブ弁５６の弁内腔キャップ（図略）はそれぞれマニホールドカバー（図略）の右および左側によりカバーされる。
【００３５】次に、コンピュータはプローブアセンブリ９２が降下するように指示する。本好適な実施例の透過率計１０においては、プローブアセンブリ９２の垂直移動は空気式制御装置（図略）により実現され、これらの制御装置は、加圧ガス供給源４０からの窒素を上部流入口１４０に注入すると共に流入のチャネル１４２を通してプローブ２２の上部室１２０に注入するように作用する。これは、オペレータピストン１０８の上面１４４に圧力を与え、これによりプローブアセンブリ９２は、プローブ先端部１１２（図７）の溝１４８内に配置されたキャプチャ−Ｏリング１４６がコアサンプル１６に係合すると共に加圧封止を形成するまで下方に移動される。オペレータピストン１０８が下方に強制されると、下部室１２２のガスは下部室通路１５２を通して排出される。
【００３６】ここで、コンピュータは必要な圧力−時間測定を行う準備が完了し、以下に示すように圧力−減衰パラメータおよびコアサンプル１６の透過率を決定する。プローブ弁５６が解放され、これにより加圧ガスはプローブ室５４を充填すると共にプローブ先端部１１２を通してコアサンプル１６に進入する。プローブ室５４はリザーバシステム２６のガス収容室（約８６０cc）に比べて非常に小さい（約４cc）ことから、ガスがこの付加的な室内に膨張するとき圧力降下は最小となり、さらに生じたプローブ室５４内の圧力はリザーバシステム２６の充填圧力にほぼ等しくなる。
【００３７】プローブ室５４のトランスデューサチャネル５４Ｄ（図７）内のガス圧力を測定する圧力トランスデューサ２４からの入力を用いて、コンピュータは充填圧力を記録すると共に経過時間クロック（図略）を開始する。次に、コンピュータは２つの事象の第１の事象の発生を待機し、圧力トランスデューサ２４により測定された圧力のいづれかが充填圧力の９２．５％または２．５秒の経過にまで降下する。この第１の事象が生じると、コンピュータはその圧力および経過時間を記録し、経過時間クロックをリセットする。
【００３８】次に、コンピュータは、次の２つの事象の第１の事象の発生を待機し、プローブ室５４内の圧力は充填圧力の５０％かリセットタイマの２．５秒経過のいずれかに降下する。次に、コンピュータは、使用される加圧ガスの好適な容積を選択して、これらの２つの組の圧力−時間値またはそれらの生じた圧力減衰率をコンピュータに記憶された所定のしきい値と比較することによりこのテスト位置におけるコアサンプル１６の透過率を決定する。
【００３９】本好適な実施例においては、コンピュータにより４つの異なる容積を選択することができる（図３R>３）。高透過率コアサンプルの場合（最も速い圧力減衰率）、コンピュータは、大タンク室５０（５０Ａ−Ｃとして示してある。）、小タンク室４６（４６Ａ−Ｃとして示してある）、マニホールド室４４（４４Ａ−Ｃとして示してある）、およびプローブ室５４のうち最大容積を選択する。次のより低い透過率範囲に対しては、コンピュータは、小タンク室４６、マニホールド室４４、およびプローブ室５４を残して下タンク弁５２を閉塞することにより次の最小容積を選択する。次に低い透過率範囲に対しては、コンピュータは、マニホールド室４４およびプローブ室５４を残して大タンク弁５２および小タンク弁４８を閉塞することにより次の最小容積を選択する。最小透過率範囲（最も遅い圧力減衰速度）に対しては、コンピュータは、大タンク弁５６を閉塞することにより最小ガス収容室およびプローブ室５４を選択する。
【００４０】変化する圧力減衰速度に対応する１組の最大テスト時間間隔がコンピュータに格納され、これはオペレータにより修正可能である。最大テスト時間区間は、所望の圧力トランジエントが発生するのに必要な時間量にわたる。本好適な実施例においては、約０．１mdより大きな透過率のコアサンプルに対して最大時間２４秒が用いられる。より低い透過率のコアサンプルに対しては、好適な最大テスト時間は約３０秒である。圧力トランジエントが生じるのに必要な時間は、リザーバシステム２６およびテストに用いられるプローブ室５４の累積容積１およびコアサンプル１６の透過率、さらにＯリング１４６とコアサンプル１６の間に形成された封止部分の内径１４９（図３に示してある）に正比例する。本好適な実施例における圧力トランジエントに要する時間は、０．１mdより大きな透過率の場合は４〜２４秒と予測され、また０．１〜０．００１mdの透過率の場合は２４〜３５秒と予測される。
【００４１】全測定組に対して非常に低い透過率が予測されるときは、圧力トランジエントに対する時間は、Ｏリング１４６とコアサンプル１６の間の形成された封止の内径１４９（図３）を増加させることにより低減されるかまたはより低い透過率限界が拡張可能になる。封止の内径を増加させる１つの方法は図９に示されたような異なるプローブキャップ１１２を用いることにより実現される。
【００４２】コンピュータが、適当な弁を閉じることによりリザーバの容積を調整すると、圧力および時間が記録される。本好適な実施例においては、圧力トランスデューサ２４は、秒あたり約１００回プローブ２２のトランスデューサチャネル５４Ｄ内の圧力をサンプルする。コンピュータは一連の所定の１９個のしきい値を用いる。圧力の値がしきい値に達すると、コンピュータは圧力と対応する時間区間を記録する。最低圧力しきい値（本好適な実施例においては、０．１５psig）が得られると、または最大テスト時間が経過すると、どちらが初めに生じても、最終圧力測定値および時間が記録されてこの測定位置に対する２対の圧力−時間測定値の最小値を与える。次に、コンピュータはプローブ弁５６を閉じると共に大タンク弁５２、小タンク弁４８および充填弁４２を開放して次のテストのためにリザーバシステムを最充填する。
【００４３】このリザーバ充填段階の間に、コンピュータは、加圧ガスを流入チャネル１４２および上部流入口１４０を通してプローブ２２の上部室１２０から排出し、ガスを下部室通路１５２を通して加圧供給源４０から下部室１２２に注入することによりプローブアセンブリを上昇させる。オペレータピストン１０８の底面１５４に対するガスの圧力によりオペレータピストン１０８の上方に駆動されてプローブアセンブリ９２の上方運動を強制し、かくしてＯリング１４６とコアサンプル１６の表面２００との間の圧力封止を破壊する。
【００４４】コンピュータは、プローブアセンブリ９２を上昇させながら、測定点におけるコアサンプル１６の透過率を決定する。従来の定常状態法でなされたように流量を直接測定する代わりに、本発明の瞬間圧力−減衰法では、既知の調節されたリザーバ容積および測定された圧力−時間値から得られた圧力−減衰速度を用い、これにより圧力−時間測定対の瞬間流量関数が次のように計算される。
y[n]＝ VT (1n(p[n-1]/p[n]))/(t[n]-t[n-1]) （１）
ただし、 VT は調節されたリザーバの容積、 p[n] は対をなす圧力測定値の第２の対の測定値、 p[n-1] は対をなす圧力測定値の第１の対の測定値、さらに (t[n]-t[n-1])は２つの圧力測定の間の時間幅である。
【００４５】上記瞬間流量関数 (y[n]) は、この y[n] が計算された圧力−時間幅の幾何学的平均圧力である。対数圧力範囲の中点で有効である。ガスは大気圧でコアサンプル１６から排出され、また圧力トランスデューサ２４のガス圧力は本好適な実施例においてはpsigとして測定されるので、圧力の測定はガスが流れるコアサンプルにおける瞬間的な圧力降下を表す。したがって、瞬間的な流量関数 (y[n])毎に、対応する瞬間圧力降下値 ( Pg [n])はこの幾何学的な平均圧力であり、それは、 pg [n]= ((p[n])(p[n-1]))1/2 （２）
として計算される。このようにして、幾つかの対をなす瞬間流量関数と圧力降下値が得られる。
【００４６】上記の瞬間流量関数は次の等価な関係によっても表すことができる。
y[n]＝ (q[n])(p g [n]+ pa )/p g [n] （３）
ただし、ｑはコアサンプルに侵入するガスの瞬間容積測定流量、 pg は瞬間圧力降下値、 pa は大気圧である。
【００４７】コアサンプル１６に注入されるガスの圧力は時間と共に徐々に減少するので、平均流速、平均ガス密度、および平均細孔圧力の全てが対応して減少する。したがって、Klinkenberg （ガススリップ補正された）透過率、Klinkenberg スリップ因子、および Forchheimer慣性抵抗因子の全てが、 Forchheimer流れ方程式の適当な積分形を用いて多くの流動条件から決定することができる。これらのパラメータの全ては、上記のように、測定位置で記録された圧力−時間値の対から計算された単一圧力トランジェントから決定することができる。
【００４８】
Ｔ＝摂氏度で示した周囲温度として、式 ＝ 0.01652 ＋ 0.0000468 T （４）
により本好適な実施例で用いる窒素の粘性を決定した後、幾何学的因子（ Go ri ) が選択される。この幾何学的因子は、Klinkenberg 透過率の既知の値、好適には限定応力に外そうされた値を持つ１組の均一コアサンプルを較正することにより得ることができ、あるいはこの幾何学的因子は、コアサンプル１６に封止連通するＯリング１４６の要部の内外半径（r i ), (ro ) ，および Go の値から理論的に計算することができる。ただし、 Go は、 D. J. Goggin, R. L. Thrasher & L. W. Lakeにより、ガス損失＆高速流動降下を含むミニ透過率計応答の理論的＆実験的解析（A Theoretical & Experimental Analysis of Mini-Premeameter Response Including Gas Slippage & High Velocity Flow Effects)(In Situ, Vol. １２，１９８８，７９ページ）に示された外側半径の内側半径に対する比（ ro /ri ) の関数である。
【００４９】プローブ２２からコアサンプル１６を流れるガスの幾何学的形状は複数であり、流路長はかなり変動する。最も短い流路は、Ｏリング１４６の内側からその外側までの、コアサンプル１６の表面直下のもので、上記外径を丁度越えてコアサンプル１６の上面から出てくる半径方向の流路である。これらの流路の長さは大きく変動するため、流速も変動することになる。これらの変動は透過率の不均一性により強調される。したがって、かなり低い透過率のサンプルの場合を除くと、透過率の測定値は、プローブ２２の圧力がかなり低い場合でも、省略できない慣性流抵抗の影響を受け易くなる。
【００５０】この慣性流抵抗は、原理的には、瞬間圧力−減衰法でなされた多数の測定値から説明することが可能である。しかしながら、主として非常に不均質な石に対してなされる測定の場合は、全測定範囲にわたって Darcyの法則が適用されないコアサンプルは仕方がないとしても、計算はより粗いものになる。 Darcyの法則が適用されるか否かを決定するためには、選択された対をなす瞬間流量関数と圧力降下値の最小二乗曲線当て嵌め（カーブフイット）から得られた係数が解析される。２〜３対のデータが得られるときは、線形最小二乗曲線当て嵌めにより、関係 y[n]＝ A0 ＋ A1pg [n] （５）
から係数 A0 （切片）および A1 （傾斜）が得られる。 Darcyの法則は、 A0 および A1 が共にゼロより大きければ測定範囲全体にわたって適用できる。
【００５１】さらに多くのデータが得られるときは、最低圧力測定値を表す最後の６対のｙと pg 値を用い、関係 y[n]＝ A0 ＋ A1pg [n] ＋ A2pg [n]2 （６）
に基づく２次方程式から係数 A0 , A1, および A2 が決定される。
【００５２】A0 とA1がゼロより大きく、 A2 がゼロに等しいときは、６対のデータの全範囲にわたって Darcyの法則が適用される。このような Darcyの法則が適用されるときは、スリップ補正Klinkenberg 透過率(k∞) とKlinkenberg スリップ因子（ｂ）は、次のように、圧力−時間測定から得られた係数 A0 ，A1から直接計算することができる。
k∞＝29392 μ A1/Go r i （７）
ｂ＝ A0/2A1 -pa （８）
ただし、μはガスの粘性であり、 Go r i は選択された幾何学的因子であり、さらに pa は大気圧である。
【００５３】データが、 Darcyの法則が適用されないことを示すときは、瞬間流量関数（y* ）は、最小瞬間圧力降下値(pg * ) に対応して、上記式（６）に示したように、二次の最小二乗関係から得られる。最小の pg * が選択されたしきい値より小さいときは、y * はゼロの pg * に対応するように外そうされる。 pg * 値がゼロのときは、対応するy * は値 A0 を有する。単一対のｙと pg の値のみが得られる非常に低い透過率サンプルの場合には、y * は y[1] の値になり、また pg* は pg （１）の値になる。
【００５４】スリップ因子（ｂ）は、 Darcyの法則が適用されないより大きな透過率のコアサンプルの測定から直接は得られないが、この場合のスリップ因子はかなり小さく、Klinkenberg 透過率の計算を許容する適切な精度で相関により得ることかできる。相関から得られるスリップ因子は以下では b* により示すものとする。
【００５５】相関からスリップ因子を得るには、スリップ因子（ b* ）の初期評価がなされ、次に、式 ｋ∞＝29392 μ y* /((Go r i ) (pg * ＋ 2 pa ＋ 2 b* )) （９）
にしたがって、Klinkenberg 透過率（ｋ∞）が計算される。ただし、μはガスの粘性、 pg は選択された瞬間圧力降下値、y * は瞬間流量関数、 Go r i は幾何学的因子、また pa は大気圧である。
【００５６】次に、計算されたｋ∞の値を用いて、式 b* ＝ 6.9 k∞-0.382 （10）
からスリップ因子（ b* ）の改善された評価値が得られる。さらに、この新しいスリップ因子（ b* ）が式（９）に代入され、このプロセスが１つの繰り返しから次の繰り返しまでのスリップ因子（ b* ）の変化が０．１psi 以下になるまで反復される。次に、非スリップ補正ガス透過率としても知られる有効ガス透過率（ kG ) が式 kG ＝29392 μ y* / （(Go r i ) (p g *＋ 2 pa )） （11）
により計算される。ただし、μはガスの粘性、 pg * は選択された瞬間圧力降下値 y* は対応する瞬間流量関数、 Go r i は幾何学的因子、また pa は大気圧である。
【００５７】リザーバ充填段階および計算がなされるので、コンピュータはｙレール３６に沿いプローブ２２を収容するｙキャリッジ２０（図１）を移動させることにより、および／またはｘレール３８に沿いｙキャリッジを収容するｘキャリッジ１８を移動させることにより、プローブ２２を次の測定位置に配置する。この次の測定位置は、コンピュータにより決定されるが、第１チャネル１９１のコアサンプル１６の端部がテストされているときは、コアラック１４の第２チャネル１９２内に配置された次のコアサンプル１６の初期位置のいずれかである。オペレータによる手動配置も可能である。このプロセスは、測定がなされ、透過率がコアラック１４のコアサンプル１６内の全ての所望測定点の全てに対して計算される。
【００５８】図１０および図１１は第２の好適な実施例の透過率計２１０のそれぞれ前端部図および側面図である。ｙレール２３６およびｘレール２３８に沿うプローブ３２の物理的配置はオペレータにより手動でなされる。プローブ２２の位置の検出は、基準点（基準深さマークに沿うコアサンプルの立ち上がりエッジ）に対するプローブ２２の位置を連続的に測定する位置決めセンサ（Temposonics により製造されているものなどの）を用いて自動的になされる。本透過率計２１０では位置決めセンサにｘ線形変位トランスデューサ２３２およびｙ線形変位トランスデューサ２３４を用いるが、その他のセンサを用いることもできる。コアサンプル１６に係合するプローブ２２の垂直移動、リザーバシステムにおける弁の動作、圧力−時間の読み取り、および各計算は透過率計１０に対してすでに説明したようにコンピュータにより自動的になされる。
【００５９】オペレータはコアラック２１４上にコアサンプル１６を配置し、コアサンプル上端部（図略）はコアラック２１４の左端部に、スラブ状面２００はプローブ２２に向けて上方に配向させる。次に、オペレータはコアサンプル１６の基準深さ（上に説明した）と共にコンピュータを初期化する（図略）。さらに、オペレータは、レーザ光を用いて（上記のように）プローブ２２をコアサンプル１６上に配置する。ｘキャリッジ２１８が、プローブ２２がコアサンプル１６上の基準深さ線の直上のｘ軸線上に整合されるまで、ｘレール２３８に沿って移動される。次に、ｙキャリッジが、本実施例においてはコアラック２１４であるが、プローブ２２が基準深さ線の立ち上がりエッジを越える（オペレータに向けて）までｙレール２３６に沿い前後に移動される。さらに、オペレータはｘ線形変移トランスデューサ２３２およびｙ線形変移トランスデューサ２３４からの入力を用いて基準深さ線のｘおよびｙ位置を記録する。
【００６０】ここで、オペレータはプローブ２２を被試コアサンプル１６上の部位に手動で配置する。プローブ２２が適切に配置されると、オペレータはボタンを押圧し、自動化手順を起動する。コンピュータはテスト点のｘおよびｙ位置を記録し、次にプローブ先端部112 のＯリング146 の間に封止部が形成されるまでプローブ２２を降下させ、透過率計１０に対して上記したように自動化段階を継続する。
【００６１】測定点に対して圧力−時間測定および透過率計算が完了すると、コンピュータはプローブ２２を自動的に上昇させ、リザーバ充填段階に行く。次に、コンピュータはオペレータがプローブ２２を次の所望のテスト点の上に手動で配置するのを待ち、この手順が繰り返される。以上の説明は本発明の２つの好適な実施例についてなされたが、添付した請求の範囲に示されるように本発明の範囲から逸脱せずに多くの変形または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一好適な実施例の斜視図である。
【図２】プローブの断面図である。
【図３】リザーバシステムとプローブの概略図である。
【図４】リザーバシステムのマニホールド部分の背面図である。
【図５】通風弁および充填弁キャビテイを通しての図４のラインＡ−Ａ′に沿う断面図である。
【図６】プローブ弁および大タンク弁キャビテイを通しての図４のラインＢ−Ｂ′に沿う断面図である。
【図７】プローブの軸線を通しての図４のラインＣ−Ｃ′に沿う断面図である。
【図８】本発明の好適な実施例に用いられるプローブ先端部の断面図である。
【図９】低透過率コアサンプルと共に用いられる選択プローブ先端部の断面図である。
【図１０】本発明の第二の好適な実施例の前面図である。
【図１１】図１０と同様の図である。
【符号の説明】
１０ プローブ透過率計
１２ テーブル
１４ コアラック
１６ コアサンプル
１８ ｘキャリッジ
２０ ｙキャリッジ
２２ プローブ
２４ 圧力トランスデューサ
２６ リザーバシステム
２８ マニホールド
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は透過率などの属性を決定する際に用いられる方法と装置に係り、特にリザーバロックのコアサンプルの透過率を測定する非定常状態非破壊的方法に関する。
【０００２】
【従来技術】透過率は、リザーバロックなどの多孔性材料の流体を送出する容量（ロックの流体伝導度）である。この透過率はリザーバ内の流体流の速度を決定する際の最も重要なパラメータの１つである。スラブ化または非スラブ化された全コアに対する詳細な透過率の測定の地質学的に複雑で異質な構造に対しては特に有用である。透過率の非破壊測定に「プローブ透過率計」を用いる概念は公知のものである。このような装置の１つは Edinburgh Petroleum Services で製造されている。
【０００３】小径のチューブまたはプローブがリザーバから切断されたコアサンプルの表面に対して押圧される。このプローブの端部は、サンプルとプローブの間で気密封止を形成するゴム製ガスケットまたはＯリングに嵌合される。この封止部分の内部を通してロックサンプルに一定の測定圧で空気または窒素が供給される。次に、このガスは、封止部分下方の点からロックサンプルを通して拡散し、わずかに半球状のパターンをなして放散し、最後に、ガスケットまたはＯリングの外径部分を越えてサンプルの上面から、また大気圧に露出されるサンプルの他の表面から放出される。
【０００４】プローブから送出されたガスの流量および圧力は質量流量計やロタメータおよび圧力トランスデューサや圧力ゲージなどの装置により直接測定される。流量および圧力が一定（時間的に変化しない）になると、「定常状態」が得られる。次に、上流の送出圧力および流量が記録され、透過度が計算される。この従来の定常状態法の変形例は、流量制御装置により上流の送出流量を一定に保持することからなる。上流の送出圧力が時間的に不変になると、定常状態の条件が得られ、測定がなされる。
【０００５】このような定常状態測定法の１つの欠点は、定常状態になるまでに長居時間がかかる点にある。定常状態に達するまでの待ち時間は、コア材料の透過率が減少するにつれて増加する。すなわち、この待ち時間は透過率の小さなサンプルの場合２０分以上になる。他の問題点は、流量を直接測定しなければならないということにある。殆どの流量測定装置は精度が単に約±１％という非常に狭い範囲にある。現在、市販されているプローブ透過率計により測定できる透過率の範囲は約0.１ミリダルシ（md）から約１０，０００mdの範囲にあることが要求されている。しかし、約５md以下の透過率の測定は大きなパーセント誤差を有する。本発明の目的は、リザーバロックの透過率を決定する方法と装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスが正確に知られた容積のリザーバからコアサンプル中に流入するときの時間幅とガス圧力の変化を直接測定する瞬間圧力−減衰方法を用いる。この方法は次に、容積と圧力−時間パラメータから間接的に流量を決定し、瞬間的な流量と上流圧力に基づいてコアサンプルの透過率を計算する。この方法によれば、測定可能な透過率の範囲が増加される。また本発明の方法と装置によれば、Klinkenberg 透過率および有効（非スリップ補正された）ガスの透過率が決定される。
【０００７】
【実施例】図１はプローブ透過率計１０の第１の好適な実施例を示した図である。この透過率計１０は、テーブル１２、このテーブル１２に装着されてコアサンプル１６を保持するコアラック１４、プローブ２２をコアサンプル１６上の所望の位置に配置するｘ−キャリッジ１８およびｙ−キャリッジ２０、圧力トランスデューサ２４、およびマニホールド２８と大形タンク容器３０と制御システム（図略）を有するリザーバシステム２６とで構成されている。当該透過率計１０に供する制御システムにはコンピュータ（図略）が用いられる。
【０００８】オペレータはコアラック１４の第１チャネル１９１内にコアサンプル１６を配置する。コアサンプル１６は、コアサンプル１６の上端部１９６が第１チャネル１９１のチャネルエッジ部１９８に向かうように配置される。コアサンプル１６がスラブ状のときには、このサンプルはその平表面２００が上向きになるように配置される。
【０００９】スラブ状コアサンプルは、プローブ２２とコアサンプル１６のスラブ面２００の間を適切に封止すると好適である。スラブ状コアを調節するために、コアの一部が、通常はダイアモンド埋め込みソーにより除去され、コア上に平表面を形成する。コアサンプル１６の「上部」１／３が除去されることが多い。ここで「上部」とは、コアサンプル１６がその軸線を水平位置にして配置されたときのコアサンプル１６の上部をさす。スラブ状表面２００は、プローブ２２の平坦底部に従うその平坦さのために良好な封止を提供する。
【００１０】未スラブ状全コアサンプル（図略）を適切に封止するために、プローブ２２は、コアサンプル１６の軸線の軸上に配置し、コンプライアントなプローブチップ（図略）と嵌合させ、全コアの曲率を補償するようにする。透過率の計算は、プローブ２２がコアサンプル１６の平面状上部境界に対して封止されているということに基づいてなされるが、当業者は湾曲面に対する計算に適合させることもできる。
【００１１】コアサンプル１６を適切に配置すると、オペレータは、コアラック１４内の被測定コアサンプル１６毎にコンピュータに基準の深さを入力する。コアサンプル１６がコアサンプル長に切断されると、通常地面たらコアサンプル１６が取られたリザーバの深さがコアサンプル１６上に書かれ、またこの深さに対するコアサンプル１６上の特定のラインを示すラインがコアサンプル１６の軸線に垂直に描かれる。正常なときは、コアの１メートル毎に少なくとも１つのこのようなリザーバ深さマークが与えられる。
【００１２】透過率計１０内のテーブル１２がｘおよびｙ座標に区画され、これらの座標はテーブル１２の前方左角から測定される。オペレータは、被試コアサンプル１６上の基準深さラインの（オペレータに最も近い）前縁部のすぐ上に至るまでプローブ２２を手動で配置する。これは、プローブ２２が所望位置に至るまでｙキャリッジ２０をｙレール３６に沿い前方または後方に移動させると共にｘキャリッジ１８をｘレール３８に沿い横方向に移動させることにより行われる。
【００１３】透過率計１０内のプローブ２２の配置はレーザ光１７（図２に示した）を用いることにより容易になる。レーザエネルギー源（図略）は、プローブ２２の上部円筒ハウジング９４の上部に配置されたレーザ光１７０を付勢する。透過率計１０内のレーザ光ハウジング１７２は、プローブ２２の軸線に沿い上部円筒状ハウジング９４の上部に装着され、長さが約１インチの円筒をなしている。平面ガラスレンズ１７４は、例えば Edmonds Scientific 社により製造されたもので、レーザ光１７０の下方のレーザ光ハウジング１７２の底部に配置される。レンズ１７４はＯリング１７６に対して配置され、このＯリング１７６は、上部円筒状ハウジング９４の上室１２０に導く開口１７７を囲む溝に装着され、レーザ光ハウジング１７２と上部室１２０の間を封止する。
【００１４】得られた光ビームは、ガラスレンズ１７４、開口１７８、プローブロッド１０６の中央を貫通する軸孔１８０、この軸孔１８０の底部の Plexiglasプラグ１８２、および下部円筒状ハウジング９６内のプローブ室５４の要部を通り、プローブの底部から出射する。この光は、コアサンプル１６上で小さな赤い点状をなし、プローブ２２の中心線が下げられたときに触れるコアサンプル１６状の正確な位置を示す。
【００１５】プローブ２２が適切に配置されると、オペレータはボタン（図略）を押圧し、プローブ２２が、このコアサンプル１６に対する基準点の上にプローブ２２が配置されたことをコンピュータに信号指示する。次に、コンピュータは、ｘ位置センサ３２およびｙ位置センサ３４からの位置データを入力する。なお、透過率計１０はｘおよびｙ位置センサ３２、３４を用いているが、ステッパモータや駆動ねじ（図略）などの他の位置決定方法を用いることもできる。
【００１６】コンピュータはこのコアサンプル１６の基準点に対するｘおよびｙデータを格納する。ｘ座標は基準深さを表し、ｙ座標はテーブル１２の前部に最も近いコアサンプル１６の縁部を表す。プローブ２２がｘレール（図１）に沿い右手に移動されると、コンピュータは、コアのこの部分が、コアサンプル１６の基準点によりリザーバ内でより深い点からなので、移動される距離を基準点に加えて深さを決定することになる。左手への移動はより浅い深さからのコアを表す。
【００１７】ｙ基準点は、オペレータに向かってコアラック１４の前部に最近接するコアサンプル１６の立ち上がりエッジを表す。プローブ２２がｙレール３６に沿いオペレータから離れるように移動されると、コンピュータは、プローブ２２がここではさらにコア内に配置されるので、ｙ基準点に対して上記距離を付加する。このコアサンプルに対するｙの最大値はコアサンプル１６のスラブ状部分の幅になる。
【００１８】同様にして、オペレータは、コンピュータコアラック１４内の各々のコアサンプル１６の上端部１９６および底部（図略）を示すと共に、荒石、がま、あるいはその他の望ましくない条件のためスキップされるコアサンプル１６の任意部分の開始および終了点を示す。
【００１９】図３はプローブ２２およびリザーバシステム２６の概略図であり、これらのプローブおよびリザーバシステムは、好適な実施例の透過率計１０においては、正確に既知の容積の４つのガス収容室を有する。好適な実施例におけるこれらのガス収容室は Boyleの法則の方法により較正することができ、この方法においては、正確に既知容積の基準セル（図略）内の既知圧力のガスが較正される各々の室に膨張される。ガスの室内への膨張後、ガスの圧力が測定され、またその室の容積が、膨張開始時の既知圧力、膨張後の測定圧力、および基準セルの既知容積から計算される。
【００２０】加圧ガス供給源４０からガスが充填弁４２を通してリザーバシステム２６およびプローブ２２に供給される。本透過率計１０には窒素ガスが用いられるが、空気やヘリウムなどの他のガスを用いることもできる。ガスは、マニホールド室４４（４４Ａ−Ｃとして示してある）に充填されると共に、小タンク弁４８を通して小タンク室４６（４６Ａ−Ｃとして示した）を、大タンク弁５２を通して大タンク室５０（５０Ａ−Ｃとして示してある）、およびプローブ弁５６を通してプローブ室５４に充填される。圧力トランスデューサ２４は、プローブ室５４がコアサンプル１６と封止連通されたときのプローブ室５４内のガス圧力を測定する。通風弁６０がマニホールド室４４に接続され、リザーバシステム２６が大気圧に初期化されることを許容するために、また圧力トランスデューサ２４の較正および上記室４４、４６、５０〜５４の較正のために設けられる。
【００２１】本透過率計１０における４つのガス収容室の近似的な要領は、大タンク室５０が７２０cc、小タンク室４６が１２０cc、マニホールド室４４が２０cc、プローブ室５４が４ccである。このリザーバシステム２６の構成の設計は、最大から最小までの各々のガス収容室の遮断が各々の６倍の残る容積の低減をもたらす。これに対応して、圧力減少速度は、これがリザーバシステム２６およびプローブ２２の全接続容積に逆比例することから因子６だけ増加される。透過率計１０のマニホールド２８は、以下に示すように、各種キャビテイを形成するように加工されたマニホールドブロック６２と、ガス収容室と、チャネルとで構成されている。
【００２２】図４に示したように、マニホールドブロック６２の、大タンクコンテナ３０から分離されたときの背面図から、通風弁キャビテイ６４、充填弁キャビテイ６６、プローブ弁キャビテイ６８、およびＯリング５８により封止された大タンク流入口５０Ａの存在が明らかになる。本好適な実施例におけるマニホールドブロック６２はアルミニウムで形成されるが、これは単なる例に過ぎず、真ちゅうなどの他の許容できる材料を用いてもよい。この材料は、以下に説明するように、その熱容量および熱伝導率に対して選択される。
【００２３】図５は、マニホールドブロック６２の上部部分を通しての図４のラインＡ−Ａ′に沿う断面図である。この図には、通風弁キャビテイ６４、充填弁キャビテイ６６、小タンク弁キャビテイ７０、プローブ内容積部分５４Ａ、プローブ外容積部分５４Ｂ、およびマニホールド室４４の３部分、すなわち通風チャネル４４Ａ、中央マニホールド内孔４４Ｂ、および小タンクチャネル４４Ｃが示してある。透過率計１０の小タンク室４６は３つの部分、すなわち上部部分４６Ａ、中央部分４６Ｂ、および下部部分４６Ｃ（図６に示してある）からなる。おな、小タンク室４６からなる部分の個数、およびこれらの部分の形状と関係は単に例示としてのみ与えられたためのものであり、他の構成を排除するものではない。
【００２４】図６はマニホールドブロック６２の下部部分を通しての図４のラインＢ−Ｂ′に沿う断面図である。この図には、大タンク弁キャビテイ７２、プローブ弁キャビテイ６８、中央マニホールド内腔４４Ｂ、プローブ内容積部分５４Ａ、プローブ外容積部分５４Ｂ、プローブチャネル５４Ｃ、トランスデューサチャネル５４Ｄ、および大タンク室５０の３つの部分のうちの２つ、すなわち大タンクチャネル５０ＢおよびＯリング５８により大タンク容器（図略）から封止された大タンク流入口５０Ａが示してある。本好適な実施例の小タンク室４６の底部部分４６Ｃおよび大タンク室５０の主本体５０Ｃ（図３に示した）は銅製チューブ（図略）を収容し、リザーバシステム２６が充填されたとき、またはリザーバシステム２６からガスが解放されつつあるときリザーバシステム２６内の温度を安定化させるように作用する。これは例示としてのものであり、本発明はこの温度安定化手段に拘束されるものではない。
【００２５】ガスの温度が試験中ほぼ一定のときは改善された試験結果が得られる。ガスがリザーバの充填段階中に圧縮されるときは、リザーバシステム２６内の温度は増加する。ガスが膨張するとき、温度は減少する。本好適な実施例の透過率計１０においては、上記のように、リザーバシステム２６のアルミニウム壁付き大タンク室５０と小タンク４６内に銅製チューブが配置される。この銅製チューブは大きな熱伝達面積を与え、大きな熱容量を持つので、温度安定器として作用する。この銅製チューブは、ガスがリザーバシステム２６に供給される。また、ガスの温度が比較的一定のときは熱を吸収する。ガスがプローブ室５４およびコアサンプル１６中に膨張されると、銅製チューブの蓄積熱により膨張に起因して失われた温度が回復される。
【００２６】この温度はまた、マニホールドブロック６２および大タンク容器３０に用いる材料によっても影響される。本好適な実施例においては熱伝達特性の点からアルミニウムが使用される。真ちゅうなどの他の材料も使用可能である。
【００２７】図７は、マニホールド２８およびプローブ２つの軸線を通しての図４のラインＣ−Ｃ′に沿う断面図である。この図には、プローブ室５４の構成部分の全て、すなわち、プローブ内容積部分５４Ａ、プローブ外容積部分５４Ｂ、プローブチャネル５４Ｃ、トランスデューサチャネル５４Ｄ、およびプローブクロス内腔５４Ｅ、５４Ｆが示してある。プローブ室５４の構成部分の個数は、例として与えられたものであり、本発明を限定するものではない。
【００２８】プローブ２２は、３つの主要な部分、すなわちプローブハウジング９０、プローブアセンブリ９２、およびプローブ室５４（５４Ａ−Ｆとして示してある。）を備えている。プローブ２２の基本的な機能は、コアサンプルと共に封止を形成し、マニホールド室４４とコアサンプルの間で加圧ガスに対する一定容積の通路として作用し、さらに加圧ガスのコアサンプル中への加圧ガスの注入点の近傍でガス圧力測定に対するサンプリング点を与えることにある。プローブハウジング９０は、上部円筒状ハウジング９４、下部円筒状ハウジング９１、および下部ハウジングキャップ９８から構成される。本好適な実施例においては、上部および下部円筒状ハウジング９４、９６はねじ込み接続部１００で接続され、Ｏリング１０２により封止される。同様に、下部円筒状ハウジング９６および下部ハウジングキャップ９８がねじ込み接続部１０４で接合される。
【００２９】プローブアセンブリ９２は、上端部がねじ込み接続部１１０でオペレータピストン１０８に接合され、その下端部がねじ込み接続部１１４でプローブ先端部１１２に接合されたプローブロッド１０６を備えている。プローブアセンブリ９２は、プローブハウジング９０の内壁により形成されると共に、上部円筒状ハウジング９４のオペレータピストン１０８により、また３つのＯリング、すなわち、上部円筒状ハウジングの上部室１２０と下部室１２２の間で気密封止を形成するオペレータピストン１０８の外面の溝の第１のＯリング１１６と、下部円筒状ハウジング９６の内面の上部近傍の溝に配置された第３リング１２６とにより案内された円筒状空間内を上下に移動する。第２のＯリング１２４と第３のＯリング１２６はそれぞれプローブ外容積部５４Ｂに対する上部および下部封止を形成する。
【００３０】オペレータがコンピュータの初期化を完了すると（上記のように）、透過率計２２は、以下の第２の好適な実施例の説明で示されるように、手動で配置することができると共にコンピュータで自動的に配置することができる。自動モードでは、コンピュータは（図１に示した）コアサンプル１６の上端部１９６近傍の第１チャネル１９１内のコアサンプル上にプローブ２２を配置する。さらに、コンピュータは、ｘ位置センサ３２およびｙ位置センサ３４からの入力により位置のｘおよびｙ座標を記録する。
【００３１】リザーバ充填段階を開始するために、コンピュータは、リザーバシステム２６内の弁（図３に示した）を要求された位置に調整し、これによりプローブ弁５６および通風弁６０が閉じられ、大タンク弁５２、小タンク弁４８、および充填弁４２が解放される。次に、リザーバシステム２６の３つのガス収容室（以下に示す）が、リザーバシステム２６内で所望の充填圧が得られるまで加圧ガス供給源４０からガスで充填される。本好適な実施例の透過率計１０では充填圧力は約１５psigに設定される。リザーバシステム２６の３つのガス収容室はマニホールド室４４（４４Ａ−Ｃとして示してある。）、および大タンク室５０（５０Ａ−Ｃとして示してある。）である。
【００３２】プローブ室５４には、プローブ弁５６が閉塞されることから、加圧ガスは印加されず、このリザーバ充填段階の間は大気圧に維持される。本好適な実施例の透過率計１０に使用される弁はガス付勢ポペット弁であり、開放に約１／100 秒を必要とする。本好適な実施例においては加圧ガス供給源４０からの窒素により弁を付勢する。通風弁６０および充填弁４２のストロークは約１／16インチであり、大タンク弁５２、小タンク弁４８、およびプローブ弁５６のストロークは約３／16インチである。
【００３３】さらに、本好適な実施例の透過率計１０においては、プローブ弁５６の端部（図略）は弾丸状に形成される。プローブ弁５６を閉鎖するために、加圧ガス供給源４０からのガスはプローブ−弁キャビテイ６８に注入される。ガス圧力がプローブ−弁キャビテイ６８（図５および図７）を通してプローブ弁５６を押圧し、またプローブ弁５６周りに弾丸状端部から約３／16インチに配置されたキャプチャＯリング（図略）は、プローブ室５４とマニホールド室４４の間で気密封止を与えるプローブ−弁キャビテイ６８内のシート６７（図５および図７）を押圧する。
【００３４】プローブ−弁キャビテイ６８内の加圧ガスが解放されると、ばね（図略）はプローブ弁５６をその解放位置に逆に付勢する。大タンク弁５２、小タンク弁４８、充填弁４２、および通風弁６０の全てが同様に動作する。本好適な実施例においては、弁内腔キャップ（図略）が適切にねじこまれて各弁をそれらのそれぞれの弁キャビテイ内に保持する。大タンク容器３０は通風弁６０、充填弁４２、およびプローブ弁５６の弁内腔キャップ（図略）はそれぞれマニホールドカバー（図略）の右および左側によりカバーされる。
【００３５】次に、コンピュータはプローブアセンブリ９２が降下するように指示する。本好適な実施例の透過率計１０においては、プローブアセンブリ９２の垂直移動は空気式制御装置（図略）により実現され、これらの制御装置は、加圧ガス供給源４０からの窒素を上部流入口１４０に注入すると共に流入のチャネル１４２を通してプローブ２２の上部室１２０に注入するように作用する。これは、オペレータピストン１０８の上面１４４に圧力を与え、これによりプローブアセンブリ９２は、プローブ先端部１１２（図７）の溝１４８内に配置されたキャプチャ−Ｏリング１４６がコアサンプル１６に係合すると共に加圧封止を形成するまで下方に移動される。オペレータピストン１０８が下方に強制されると、下部室１２２のガスは下部室通路１５２を通して排出される。
【００３６】ここで、コンピュータは必要な圧力−時間測定を行う準備が完了し、以下に示すように圧力−減衰パラメータおよびコアサンプル１６の透過率を決定する。プローブ弁５６が解放され、これにより加圧ガスはプローブ室５４を充填すると共にプローブ先端部１１２を通してコアサンプル１６に進入する。プローブ室５４はリザーバシステム２６のガス収容室（約８６０cc）に比べて非常に小さい（約４cc）ことから、ガスがこの付加的な室内に膨張するとき圧力降下は最小となり、さらに生じたプローブ室５４内の圧力はリザーバシステム２６の充填圧力にほぼ等しくなる。
【００３７】プローブ室５４のトランスデューサチャネル５４Ｄ（図７）内のガス圧力を測定する圧力トランスデューサ２４からの入力を用いて、コンピュータは充填圧力を記録すると共に経過時間クロック（図略）を開始する。次に、コンピュータは２つの事象の第１の事象の発生を待機し、圧力トランスデューサ２４により測定された圧力のいづれかが充填圧力の９２．５％または２．５秒の経過にまで降下する。この第１の事象が生じると、コンピュータはその圧力および経過時間を記録し、経過時間クロックをリセットする。
【００３８】次に、コンピュータは、次の２つの事象の第１の事象の発生を待機し、プローブ室５４内の圧力は充填圧力の５０％かリセットタイマの２．５秒経過のいずれかに降下する。次に、コンピュータは、使用される加圧ガスの好適な容積を選択して、これらの２つの組の圧力−時間値またはそれらの生じた圧力減衰率をコンピュータに記憶された所定のしきい値と比較することによりこのテスト位置におけるコアサンプル１６の透過率を決定する。
【００３９】本好適な実施例においては、コンピュータにより４つの異なる容積を選択することができる（図３R>３）。高透過率コアサンプルの場合（最も速い圧力減衰率）、コンピュータは、大タンク室５０（５０Ａ−Ｃとして示してある。）、小タンク室４６（４６Ａ−Ｃとして示してある）、マニホールド室４４（４４Ａ−Ｃとして示してある）、およびプローブ室５４のうち最大容積を選択する。次のより低い透過率範囲に対しては、コンピュータは、小タンク室４６、マニホールド室４４、およびプローブ室５４を残して下タンク弁５２を閉塞することにより次の最小容積を選択する。次に低い透過率範囲に対しては、コンピュータは、マニホールド室４４およびプローブ室５４を残して大タンク弁５２および小タンク弁４８を閉塞することにより次の最小容積を選択する。最小透過率範囲（最も遅い圧力減衰速度）に対しては、コンピュータは、大タンク弁５６を閉塞することにより最小ガス収容室およびプローブ室５４を選択する。
【００４０】変化する圧力減衰速度に対応する１組の最大テスト時間間隔がコンピュータに格納され、これはオペレータにより修正可能である。最大テスト時間区間は、所望の圧力トランジエントが発生するのに必要な時間量にわたる。本好適な実施例においては、約０．１mdより大きな透過率のコアサンプルに対して最大時間２４秒が用いられる。より低い透過率のコアサンプルに対しては、好適な最大テスト時間は約３０秒である。圧力トランジエントが生じるのに必要な時間は、リザーバシステム２６およびテストに用いられるプローブ室５４の累積容積１およびコアサンプル１６の透過率、さらにＯリング１４６とコアサンプル１６の間に形成された封止部分の内径１４９（図３に示してある）に正比例する。本好適な実施例における圧力トランジエントに要する時間は、０．１mdより大きな透過率の場合は４〜２４秒と予測され、また０．１〜０．００１mdの透過率の場合は２４〜３５秒と予測される。
【００４１】全測定組に対して非常に低い透過率が予測されるときは、圧力トランジエントに対する時間は、Ｏリング１４６とコアサンプル１６の間の形成された封止の内径１４９（図３）を増加させることにより低減されるかまたはより低い透過率限界が拡張可能になる。封止の内径を増加させる１つの方法は図９に示されたような異なるプローブキャップ１１２を用いることにより実現される。
【００４２】コンピュータが、適当な弁を閉じることによりリザーバの容積を調整すると、圧力および時間が記録される。本好適な実施例においては、圧力トランスデューサ２４は、秒あたり約１００回プローブ２２のトランスデューサチャネル５４Ｄ内の圧力をサンプルする。コンピュータは一連の所定の１９個のしきい値を用いる。圧力の値がしきい値に達すると、コンピュータは圧力と対応する時間区間を記録する。最低圧力しきい値（本好適な実施例においては、０．１５psig）が得られると、または最大テスト時間が経過すると、どちらが初めに生じても、最終圧力測定値および時間が記録されてこの測定位置に対する２対の圧力−時間測定値の最小値を与える。次に、コンピュータはプローブ弁５６を閉じると共に大タンク弁５２、小タンク弁４８および充填弁４２を開放して次のテストのためにリザーバシステムを最充填する。
【００４３】このリザーバ充填段階の間に、コンピュータは、加圧ガスを流入チャネル１４２および上部流入口１４０を通してプローブ２２の上部室１２０から排出し、ガスを下部室通路１５２を通して加圧供給源４０から下部室１２２に注入することによりプローブアセンブリを上昇させる。オペレータピストン１０８の底面１５４に対するガスの圧力によりオペレータピストン１０８の上方に駆動されてプローブアセンブリ９２の上方運動を強制し、かくしてＯリング１４６とコアサンプル１６の表面２００との間の圧力封止を破壊する。
【００４４】コンピュータは、プローブアセンブリ９２を上昇させながら、測定点におけるコアサンプル１６の透過率を決定する。従来の定常状態法でなされたように流量を直接測定する代わりに、本発明の瞬間圧力−減衰法では、既知の調節されたリザーバ容積および測定された圧力−時間値から得られた圧力−減衰速度を用い、これにより圧力−時間測定対の瞬間流量関数が次のように計算される。
y[n]＝ VT (1n(p[n-1]/p[n]))/(t[n]-t[n-1]) （１）
ただし、 VT は調節されたリザーバの容積、 p[n] は対をなす圧力測定値の第２の対の測定値、 p[n-1] は対をなす圧力測定値の第１の対の測定値、さらに (t[n]-t[n-1])は２つの圧力測定の間の時間幅である。
【００４５】上記瞬間流量関数 (y[n]) は、この y[n] が計算された圧力−時間幅の幾何学的平均圧力である。対数圧力範囲の中点で有効である。ガスは大気圧でコアサンプル１６から排出され、また圧力トランスデューサ２４のガス圧力は本好適な実施例においてはpsigとして測定されるので、圧力の測定はガスが流れるコアサンプルにおける瞬間的な圧力降下を表す。したがって、瞬間的な流量関数 (y[n])毎に、対応する瞬間圧力降下値 ( Pg [n])はこの幾何学的な平均圧力であり、それは、 pg [n]= ((p[n])(p[n-1]))1/2 （２）
として計算される。このようにして、幾つかの対をなす瞬間流量関数と圧力降下値が得られる。
【００４６】上記の瞬間流量関数は次の等価な関係によっても表すことができる。
y[n]＝ (q[n])(p g [n]+ pa )/p g [n] （３）
ただし、ｑはコアサンプルに侵入するガスの瞬間容積測定流量、 pg は瞬間圧力降下値、 pa は大気圧である。
【００４７】コアサンプル１６に注入されるガスの圧力は時間と共に徐々に減少するので、平均流速、平均ガス密度、および平均細孔圧力の全てが対応して減少する。したがって、Klinkenberg （ガススリップ補正された）透過率、Klinkenberg スリップ因子、および Forchheimer慣性抵抗因子の全てが、 Forchheimer流れ方程式の適当な積分形を用いて多くの流動条件から決定することができる。これらのパラメータの全ては、上記のように、測定位置で記録された圧力−時間値の対から計算された単一圧力トランジェントから決定することができる。
【００４８】
Ｔ＝摂氏度で示した周囲温度として、式 ＝ 0.01652 ＋ 0.0000468 T （４）
により本好適な実施例で用いる窒素の粘性を決定した後、幾何学的因子（ Go ri ) が選択される。この幾何学的因子は、Klinkenberg 透過率の既知の値、好適には限定応力に外そうされた値を持つ１組の均一コアサンプルを較正することにより得ることができ、あるいはこの幾何学的因子は、コアサンプル１６に封止連通するＯリング１４６の要部の内外半径（r i ), (ro ) ，および Go の値から理論的に計算することができる。ただし、 Go は、 D. J. Goggin, R. L. Thrasher & L. W. Lakeにより、ガス損失＆高速流動降下を含むミニ透過率計応答の理論的＆実験的解析（A Theoretical & Experimental Analysis of Mini-Premeameter Response Including Gas Slippage & High Velocity Flow Effects)(In Situ, Vol. １２，１９８８，７９ページ）に示された外側半径の内側半径に対する比（ ro /ri ) の関数である。
【００４９】プローブ２２からコアサンプル１６を流れるガスの幾何学的形状は複数であり、流路長はかなり変動する。最も短い流路は、Ｏリング１４６の内側からその外側までの、コアサンプル１６の表面直下のもので、上記外径を丁度越えてコアサンプル１６の上面から出てくる半径方向の流路である。これらの流路の長さは大きく変動するため、流速も変動することになる。これらの変動は透過率の不均一性により強調される。したがって、かなり低い透過率のサンプルの場合を除くと、透過率の測定値は、プローブ２２の圧力がかなり低い場合でも、省略できない慣性流抵抗の影響を受け易くなる。
【００５０】この慣性流抵抗は、原理的には、瞬間圧力−減衰法でなされた多数の測定値から説明することが可能である。しかしながら、主として非常に不均質な石に対してなされる測定の場合は、全測定範囲にわたって Darcyの法則が適用されないコアサンプルは仕方がないとしても、計算はより粗いものになる。 Darcyの法則が適用されるか否かを決定するためには、選択された対をなす瞬間流量関数と圧力降下値の最小二乗曲線当て嵌め（カーブフイット）から得られた係数が解析される。２〜３対のデータが得られるときは、線形最小二乗曲線当て嵌めにより、関係 y[n]＝ A0 ＋ A1pg [n] （５）
から係数 A0 （切片）および A1 （傾斜）が得られる。 Darcyの法則は、 A0 および A1 が共にゼロより大きければ測定範囲全体にわたって適用できる。
【００５１】さらに多くのデータが得られるときは、最低圧力測定値を表す最後の６対のｙと pg 値を用い、関係 y[n]＝ A0 ＋ A1pg [n] ＋ A2pg [n]2 （６）
に基づく２次方程式から係数 A0 , A1, および A2 が決定される。
【００５２】A0 とA1がゼロより大きく、 A2 がゼロに等しいときは、６対のデータの全範囲にわたって Darcyの法則が適用される。このような Darcyの法則が適用されるときは、スリップ補正Klinkenberg 透過率(k∞) とKlinkenberg スリップ因子（ｂ）は、次のように、圧力−時間測定から得られた係数 A0 ，A1から直接計算することができる。
k∞＝29392 μ A1/Go r i （７）
ｂ＝ A0/2A1 -pa （８）
ただし、μはガスの粘性であり、 Go r i は選択された幾何学的因子であり、さらに pa は大気圧である。
【００５３】データが、 Darcyの法則が適用されないことを示すときは、瞬間流量関数（y* ）は、最小瞬間圧力降下値(pg * ) に対応して、上記式（６）に示したように、二次の最小二乗関係から得られる。最小の pg * が選択されたしきい値より小さいときは、y * はゼロの pg * に対応するように外そうされる。 pg * 値がゼロのときは、対応するy * は値 A0 を有する。単一対のｙと pg の値のみが得られる非常に低い透過率サンプルの場合には、y * は y[1] の値になり、また pg* は pg （１）の値になる。
【００５４】スリップ因子（ｂ）は、 Darcyの法則が適用されないより大きな透過率のコアサンプルの測定から直接は得られないが、この場合のスリップ因子はかなり小さく、Klinkenberg 透過率の計算を許容する適切な精度で相関により得ることかできる。相関から得られるスリップ因子は以下では b* により示すものとする。
【００５５】相関からスリップ因子を得るには、スリップ因子（ b* ）の初期評価がなされ、次に、式 ｋ∞＝29392 μ y* /((Go r i ) (pg * ＋ 2 pa ＋ 2 b* )) （９）
にしたがって、Klinkenberg 透過率（ｋ∞）が計算される。ただし、μはガスの粘性、 pg は選択された瞬間圧力降下値、y * は瞬間流量関数、 Go r i は幾何学的因子、また pa は大気圧である。
【００５６】次に、計算されたｋ∞の値を用いて、式 b* ＝ 6.9 k∞-0.382 （10）
からスリップ因子（ b* ）の改善された評価値が得られる。さらに、この新しいスリップ因子（ b* ）が式（９）に代入され、このプロセスが１つの繰り返しから次の繰り返しまでのスリップ因子（ b* ）の変化が０．１psi 以下になるまで反復される。次に、非スリップ補正ガス透過率としても知られる有効ガス透過率（ kG ) が式 kG ＝29392 μ y* / （(Go r i ) (p g *＋ 2 pa )） （11）
により計算される。ただし、μはガスの粘性、 pg * は選択された瞬間圧力降下値 y* は対応する瞬間流量関数、 Go r i は幾何学的因子、また pa は大気圧である。
【００５７】リザーバ充填段階および計算がなされるので、コンピュータはｙレール３６に沿いプローブ２２を収容するｙキャリッジ２０（図１）を移動させることにより、および／またはｘレール３８に沿いｙキャリッジを収容するｘキャリッジ１８を移動させることにより、プローブ２２を次の測定位置に配置する。この次の測定位置は、コンピュータにより決定されるが、第１チャネル１９１のコアサンプル１６の端部がテストされているときは、コアラック１４の第２チャネル１９２内に配置された次のコアサンプル１６の初期位置のいずれかである。オペレータによる手動配置も可能である。このプロセスは、測定がなされ、透過率がコアラック１４のコアサンプル１６内の全ての所望測定点の全てに対して計算される。
【００５８】図１０および図１１は第２の好適な実施例の透過率計２１０のそれぞれ前端部図および側面図である。ｙレール２３６およびｘレール２３８に沿うプローブ３２の物理的配置はオペレータにより手動でなされる。プローブ２２の位置の検出は、基準点（基準深さマークに沿うコアサンプルの立ち上がりエッジ）に対するプローブ２２の位置を連続的に測定する位置決めセンサ（Temposonics により製造されているものなどの）を用いて自動的になされる。本透過率計２１０では位置決めセンサにｘ線形変位トランスデューサ２３２およびｙ線形変位トランスデューサ２３４を用いるが、その他のセンサを用いることもできる。コアサンプル１６に係合するプローブ２２の垂直移動、リザーバシステムにおける弁の動作、圧力−時間の読み取り、および各計算は透過率計１０に対してすでに説明したようにコンピュータにより自動的になされる。
【００５９】オペレータはコアラック２１４上にコアサンプル１６を配置し、コアサンプル上端部（図略）はコアラック２１４の左端部に、スラブ状面２００はプローブ２２に向けて上方に配向させる。次に、オペレータはコアサンプル１６の基準深さ（上に説明した）と共にコンピュータを初期化する（図略）。さらに、オペレータは、レーザ光を用いて（上記のように）プローブ２２をコアサンプル１６上に配置する。ｘキャリッジ２１８が、プローブ２２がコアサンプル１６上の基準深さ線の直上のｘ軸線上に整合されるまで、ｘレール２３８に沿って移動される。次に、ｙキャリッジが、本実施例においてはコアラック２１４であるが、プローブ２２が基準深さ線の立ち上がりエッジを越える（オペレータに向けて）までｙレール２３６に沿い前後に移動される。さらに、オペレータはｘ線形変移トランスデューサ２３２およびｙ線形変移トランスデューサ２３４からの入力を用いて基準深さ線のｘおよびｙ位置を記録する。
【００６０】ここで、オペレータはプローブ２２を被試コアサンプル１６上の部位に手動で配置する。プローブ２２が適切に配置されると、オペレータはボタンを押圧し、自動化手順を起動する。コンピュータはテスト点のｘおよびｙ位置を記録し、次にプローブ先端部112 のＯリング146 の間に封止部が形成されるまでプローブ２２を降下させ、透過率計１０に対して上記したように自動化段階を継続する。
【００６１】測定点に対して圧力−時間測定および透過率計算が完了すると、コンピュータはプローブ２２を自動的に上昇させ、リザーバ充填段階に行く。次に、コンピュータはオペレータがプローブ２２を次の所望のテスト点の上に手動で配置するのを待ち、この手順が繰り返される。以上の説明は本発明の２つの好適な実施例についてなされたが、添付した請求の範囲に示されるように本発明の範囲から逸脱せずに多くの変形または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一好適な実施例の斜視図である。
【図２】プローブの断面図である。
【図３】リザーバシステムとプローブの概略図である。
【図４】リザーバシステムのマニホールド部分の背面図である。
【図５】通風弁および充填弁キャビテイを通しての図４のラインＡ−Ａ′に沿う断面図である。
【図６】プローブ弁および大タンク弁キャビテイを通しての図４のラインＢ−Ｂ′に沿う断面図である。
【図７】プローブの軸線を通しての図４のラインＣ−Ｃ′に沿う断面図である。
【図８】本発明の好適な実施例に用いられるプローブ先端部の断面図である。
【図９】低透過率コアサンプルと共に用いられる選択プローブ先端部の断面図である。
【図１０】本発明の第二の好適な実施例の前面図である。
【図１１】図１０と同様の図である。
【符号の説明】
１０ プローブ透過率計
１２ テーブル
１４ コアラック
１６ コアサンプル
１８ ｘキャリッジ
２０ ｙキャリッジ
２２ プローブ
２４ 圧力トランスデューサ
２６ リザーバシステム
２８ マニホールド
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コアサンプルの透過率を決定する過渡的圧力−減衰方法であって、(a) コアサンプルに封止連通するようにプローブを配置するステップと、(b) 加圧ガスを含む既知容積のリザーバからコアサンプルに前記プローブを通して加圧ガスを注入し、これにより加圧ガスがコアサンプルを通し変形半球パターンをなして拡散するステップと、(c) 前記ガスがプローブを通してコアサンプル内に流れるときこのガスの圧力（ｐ）を選択された間隔で測定すると共に圧力測定間の時間（ｔ）を測定するステップと、(d) このステップ（ｃ）の圧力−時間の測定に基づいて瞬間圧力−減衰パラメータを計算するステップと、(e) このステップ（ｄ）の瞬間圧力−減衰パラメータからコアサンプルの透過率を決定するステップとを具備する透過率を決定する瞬間圧力−減衰方法。
【請求項２】 前記位置決めステップはさらにプローブを通してコアサンプル上にレーザ光を照射してコアサンプル上での選択された測定点でのプローブの位置決めを容易にするステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】 前記圧縮ガスをコアサンプルに注入するステップは、(a) コアサンプルの透過率を評価するステップと、(b) このコアサンプルの評価された透過率に基づいて加圧ガスのリザーバの容積を、この容積が好適な容積にほぼ等しくなるまで調節するステップと、(c) このリザーバの調節された容積からの圧縮ガスをプローブを介してコアサンプルに注入するステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】 前記透過率評価ステップは、(a) コアサンプルに流入するガスの圧力の第１測定とこの測定が行われる時間の前記第１測定を行うステップであって、この第１測定が、ガスのコアサンプルへの流入開始時になされるステップと、(b) コアサンプルに流入するガスの圧力の第２測定とこの測定が行われる時間の前記第２測定を行うステップであって、この第２測定が、２つの事象のうちの第１の事象が生じたときになされ、前記事象の一方の事象はガス圧力の選択されたレベルへの降下であり、他方の事象は、第１測定後の選択された時間量の経過であるステップと、(c) コアサンプルに流入するガスの圧力の測定とこの測定を行う時間の測定との第３測定を行うステップであって、この第３測定は、２つの事象のうちの第１の事象が生じた時点でなされ、前記事象のうちの一方の事象はガス圧力の選択されたレベルへの降下であり、他方の事象は前記第２測定がなされてからの選択された時間量の経過であるステップと、(d) 前記各圧力測定とこれらの圧力測定の間の経過時間に基づいてコアサンプルの透過率を評価するステップとを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】 前記リザーバは、その容積を調節する弁手段を有する複数個の室を備えており、室に対する弁の付勢によりこの室が閉じられると共にこの室の容積に等しい量だけリザーバの容積が低減される請求項３記載の方法。
【請求項６】 リザーバ内の各室の各容積を構成するステップをさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項７】 前記加圧ガスはリザーバからプローブの室を介してコアサンプルに至ると共に、前記プローブ室は既知容積を有し、(a) 前記リザーバは弁駆動手段を有する３つの室を備え、(i) 第１室はプローブ室の容積の約５倍の容積を有し、(ii) 第２室は前記第１室の容積の約６倍の容積を有し、(iii) 第３室は前記第２室の容積の約６倍の容積を有し、(b) 前記容積調節ステップは、(i) 評価された透過率が第１透過率のしきい値より大きい第１室の弁手段を付勢するステップと、(ii) 評価された透過率が第２透過率のしきい値より大きいとき第２室の弁手段を付勢するステップと、(iii) 評価された透過率が第３透過率のしきい値より大きいとき第３室の弁手段を付勢するステップを含んでなる請求項５記載の方法。
【請求項８】 前記測定ステップは、(a) 選択された頻度でプローブ内のガス圧力を測定するステップと、(b) 圧力測定値を一連の選択された圧力しきい値と比較するステップと、(c) 圧力測定値を記録すると共に、圧力が選択された圧力しきい値の１つに達したときの測定時間を記録するステップと、(d) ２つの事象の第１の事象が生じるまでステップ（ａ）〜（ｃ）を継続するステップであって、前記事象の一方は選択された圧力しきい値の最後のしきい値に達する圧力であり、他方の事象は選択された最大時間幅の経過であるステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】 前記瞬間圧力−減衰パラメータ計算ステップは、(a) 対をなす圧力−時間測定値に対して瞬間流量関数（ｙ）を計算するステップであって、この計算が、ＶT ＝リザーバ内の加圧ガスの容積、p[n]＝一対の圧力測定値の第２の測定値、(t[n]-t[n-1]) ＝２つの圧力測定値の間の時間幅として、y[n]＝ VT (1n(p[n-1]/p[n]))/(t[n]-t[n-1])からなるステップと、(b) 対応する瞬間圧力降下（p g ) を計算するステップであって、この計算がp g [n]=(p[n])(p[n-1]))1/2からなるステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】 前記透過率決定ステップは、(a) リザーバ内のガスの粘性（μ）を計算するステップと、(b) プローブとコアサンプルの間に形成されたシールの幾何学的形状に基づいて幾何学的形状因子（Ｇo ｒi ) を決定するステップと、(c) 選択された対をなす瞬間流量関数（ｙ）と対応する圧力降下値（Ｐg ）をカーブフィット（曲線の当てはめ）させて係数Ａ0 , Ａ1 およびＡ2 を決定するステップと、(d) Klinkenberg 透過率（ｋ∞）を計算するステップであって、この計算がｋ∞＝29392 μ A1/Go r iからなるステップと、(e) Klinkenberg ステップ因子(b) を計算するステップであって、この計算は、ｐa を大気圧として、ｂ＝ A0/2A1 -Paからなるステップと、(f) コアサンプルの有効透過率（ｋG ）を計算するステップであって、この計算は、ｐg ＝ 瞬間圧力降下値およびｙ ＝ 対応する瞬間流量関数として、ｋG ＝29392 μ y/( ( Go r i ) (pg ＋ 2 pa ) ）
からなるステップとを含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】 高透過率を有するコアサンプルに対する慣性流れ抵抗降下を排除するステップをさらに含み、この排除ステップは、(a) 複数のｐg 値から最小の瞬間圧力降下値(pg * ) を選択するステップと、(b) 選択された pg * 値に基づいて瞬間流量関数（y * ）を計算するステップであって、この計算がy * ＝ A0 ＋ A1pg * ＋ A2 (pg * )2からなるステップと、(c) 選択された pg * 値が選択されたしきい値以下のとき値ゼロの Pg * に対応するように y* を外そうするステップと、(d) Klinkenberg スリップ因子（ b* ）に対する第１値を評価するステップと、(e) 前記スリップ因子（ b* ）に基づいてKlinkenberg 透過率（ｋ∞）を計算するステップであって、計算がｋ∞＝29392 μ y* /（( Go r i ) (pg * ＋ 2 pa ＋ 2 b* ) ）
からなるステップと、(f) ステップ（ｅ）のKlinkenberg の透過率（ｋ∞）の計算値に基づいてKlinkenberg スリップ因子（ b* ) の改善値を計算するステップであって、この計算がb* ＝ 6.9 ｋ∞-0.382からなるステップと、(g) 前回の繰り返しからのスリップ因子（ b* ) の変化が選択された公差内に入るまでKlinkenberg 透過率とスリップ因子計算のステップ（ｅ）と（ｆ）を再び繰り返すステップと、(h) pg * とy * 値に基づいて有効透過率（ｋG ）を計算するステップであって、この計算がkG ＝ 29392μ y* /（(Go r i ) (pg * ＋ 2 pa ) ）
からなるステップとを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】 ガス圧力の測定前にリザーバ内のガスの温度が周囲温度に安定化することを許容するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】 前記温度安定化ステップはリザーバ内に複数本の銅チューブを配置することにより容易化される請求項１２記載の方法。
【請求項１４】 瞬間圧力減衰法を用いてコアサンプルの透過率を決定する装置であって、(a) 既知容積の加圧ガスから加圧ガスを分与するリザーバと、(b) リザーバとコアサンプルに封止連通するプローブであって、リザーバからこのプローブを通してコアサンプル中に加圧ガスを通過させ、これにより加圧ガスが変形され半球パターンをなしてコアサンプルを通して拡散するプローブと、(c) 加圧ガスが前記プローブを通過するときの加圧ガスの圧力を測定する手段と、(d) 圧力測定の間の経過時間を測定する手段と、(e) 前記圧力−時間の測定値から圧力−減衰パラメータを計算すると共にこれらの圧力−減衰パラメータに基づいてコアサンプルの透過率を計算する手段とを備えたコアサンプルの透過率決定装置。
【請求項１５】 前記プローブはリザーバに封止連通する入力端部と、コアサンプルに封止連通する出力端部と、前記入力端部を前記出力端部に接続する既知容積のプローブ室であって、前記圧力測定手段に圧力連通するプローブ室とを備える請求項１４記載の装置。
【請求項１６】 前記プローブの出力端部をコアサンプル上での選択された測定点に封止連通するように位置決めする手段をさらに備える請求項１５記載の装置。
【請求項１７】 前記位置決め手段は、(a) 前記プローブが移動自在に着座される第１キャリッジであって、コアサンプルの上に移動自在に装着され、前記プローブは、このプローブが測定点の第１座標に整合されるまでコアサンプルに沿い前記第１キャリッジを移動させることにより横方向に配置される第１キャリッジと、(b) コアサンプルが保持される第２キャリッジであって、コアサンプルが、測定点の第２座標がプローブの下方に配置されるまで前記第２キャリッジを後方または前方に移動させることにより整合される第２キャリッジと、(c) プローブが、第１キャリッジ内の静止位置と、プローブの出力端がコアサンプル上の測定点に封止連通する測定位置の間で第１および第２座標に整合された後プローブを移動させる手段とを備える請求項１６記載の装置。
【請求項１８】 前記配置手段は、(a) 前記プローブが移動自在に着座される第１キャリッジと、(b) 第１キャリッジが、移動自在に装着される第２キャリッジであり、コアサンプル上に移動自在に配置される第２キャリッジであって、前記プローブは、このプローブが測定点の第１座標に整合されるまで前記第２キャリッジをコアサンプルに沿い移動させることにより横方向に整合され、また前記プローブは、第２座標がプローブの下方に達するまで第１キャリッジを後方または前方に移動させることにより測定点の第２座標に整合されてなる第２キャリッジと、(c) 前記プローブが、第１キャリッジ内の静止位置と、プローブの出力端部がコアサンプル上の測定点と封止連通される測定位置の間の測定点の第１および第２座標に整合された後プローブを移動させる手段とを備えてなる請求項１６記載の装置。
【請求項１９】 前記配置手段はさらにレーザ光ガイド手段からなり、レーザ光プローブの出力端部の中心に整合される位置でプローブの出力端部からコアサンプル上にレーザ光があたるようにレーザ光が照明される請求項１６記載の装置。
【請求項２０】 前記プローブの基準位置に対する位置を決定する検出手段をさらに備える請求項１６記載の装置。
【請求項２１】 前記リザーバは複数個の弁手段によりプローブ室に接続された既知容積の複数個の室を備えており、ある室に対する弁手段の開放および閉成はそれぞれ、プローブ室に圧力連通するリザーバ内の加圧ガスの容積を増加および減少させてなる請求項１５記載の装置。
【請求項２２】 前記リザーバはさらに前記室の容積を調節する較正手段を備えてなる請求項２１記載の装置。
【請求項２３】 前記室は、(a) プローブ室の容積より大きな容積を有する１室であって、第１弁手段が第１の室とプローブ室の間を連通する第１室と、(b) この第１室の容積より大きな容積を有する第２室であって、第２弁手段が前記第２室とプローブ室の間を連通する第２室と、(c) 第２容積より大きな容積を有する第３室であって、第３弁手段がこの第３室とプローブ室の間を連通する第３室とを備える請求項２１記載の装置。
【請求項２４】 前記プローブ室は約４立方センチメートルの容積を有し、前記第１室は約２０立方センチメートルの容積を有し、前記第２室は約１２０立方センチメートルの容積を有し、さらに前記第３室は約７２０立方センチメートルの容積を有する請求項２３記載の装置。
【請求項２５】 前記リザーバは複数個の銅製チューブを有してリザーバ内のガスの温度の安定化を容易にする請求項１４記載の装置。
【請求項１】 コアサンプルの透過率を決定する過渡的圧力−減衰方法であって、(a) コアサンプルに封止連通するようにプローブを配置するステップと、(b) 加圧ガスを含む既知容積のリザーバからコアサンプルに前記プローブを通して加圧ガスを注入し、これにより加圧ガスがコアサンプルを通し変形半球パターンをなして拡散するステップと、(c) 前記ガスがプローブを通してコアサンプル内に流れるときこのガスの圧力（ｐ）を選択された間隔で測定すると共に圧力測定間の時間（ｔ）を測定するステップと、(d) このステップ（ｃ）の圧力−時間の測定に基づいて瞬間圧力−減衰パラメータを計算するステップと、(e) このステップ（ｄ）の瞬間圧力−減衰パラメータからコアサンプルの透過率を決定するステップとを具備する透過率を決定する瞬間圧力−減衰方法。
【請求項２】 前記位置決めステップはさらにプローブを通してコアサンプル上にレーザ光を照射してコアサンプル上での選択された測定点でのプローブの位置決めを容易にするステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】 前記圧縮ガスをコアサンプルに注入するステップは、(a) コアサンプルの透過率を評価するステップと、(b) このコアサンプルの評価された透過率に基づいて加圧ガスのリザーバの容積を、この容積が好適な容積にほぼ等しくなるまで調節するステップと、(c) このリザーバの調節された容積からの圧縮ガスをプローブを介してコアサンプルに注入するステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】 前記透過率評価ステップは、(a) コアサンプルに流入するガスの圧力の第１測定とこの測定が行われる時間の前記第１測定を行うステップであって、この第１測定が、ガスのコアサンプルへの流入開始時になされるステップと、(b) コアサンプルに流入するガスの圧力の第２測定とこの測定が行われる時間の前記第２測定を行うステップであって、この第２測定が、２つの事象のうちの第１の事象が生じたときになされ、前記事象の一方の事象はガス圧力の選択されたレベルへの降下であり、他方の事象は、第１測定後の選択された時間量の経過であるステップと、(c) コアサンプルに流入するガスの圧力の測定とこの測定を行う時間の測定との第３測定を行うステップであって、この第３測定は、２つの事象のうちの第１の事象が生じた時点でなされ、前記事象のうちの一方の事象はガス圧力の選択されたレベルへの降下であり、他方の事象は前記第２測定がなされてからの選択された時間量の経過であるステップと、(d) 前記各圧力測定とこれらの圧力測定の間の経過時間に基づいてコアサンプルの透過率を評価するステップとを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】 前記リザーバは、その容積を調節する弁手段を有する複数個の室を備えており、室に対する弁の付勢によりこの室が閉じられると共にこの室の容積に等しい量だけリザーバの容積が低減される請求項３記載の方法。
【請求項６】 リザーバ内の各室の各容積を構成するステップをさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項７】 前記加圧ガスはリザーバからプローブの室を介してコアサンプルに至ると共に、前記プローブ室は既知容積を有し、(a) 前記リザーバは弁駆動手段を有する３つの室を備え、(i) 第１室はプローブ室の容積の約５倍の容積を有し、(ii) 第２室は前記第１室の容積の約６倍の容積を有し、(iii) 第３室は前記第２室の容積の約６倍の容積を有し、(b) 前記容積調節ステップは、(i) 評価された透過率が第１透過率のしきい値より大きい第１室の弁手段を付勢するステップと、(ii) 評価された透過率が第２透過率のしきい値より大きいとき第２室の弁手段を付勢するステップと、(iii) 評価された透過率が第３透過率のしきい値より大きいとき第３室の弁手段を付勢するステップを含んでなる請求項５記載の方法。
【請求項８】 前記測定ステップは、(a) 選択された頻度でプローブ内のガス圧力を測定するステップと、(b) 圧力測定値を一連の選択された圧力しきい値と比較するステップと、(c) 圧力測定値を記録すると共に、圧力が選択された圧力しきい値の１つに達したときの測定時間を記録するステップと、(d) ２つの事象の第１の事象が生じるまでステップ（ａ）〜（ｃ）を継続するステップであって、前記事象の一方は選択された圧力しきい値の最後のしきい値に達する圧力であり、他方の事象は選択された最大時間幅の経過であるステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】 前記瞬間圧力−減衰パラメータ計算ステップは、(a) 対をなす圧力−時間測定値に対して瞬間流量関数（ｙ）を計算するステップであって、この計算が、ＶT ＝リザーバ内の加圧ガスの容積、p[n]＝一対の圧力測定値の第２の測定値、(t[n]-t[n-1]) ＝２つの圧力測定値の間の時間幅として、y[n]＝ VT (1n(p[n-1]/p[n]))/(t[n]-t[n-1])からなるステップと、(b) 対応する瞬間圧力降下（p g ) を計算するステップであって、この計算がp g [n]=(p[n])(p[n-1]))1/2からなるステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】 前記透過率決定ステップは、(a) リザーバ内のガスの粘性（μ）を計算するステップと、(b) プローブとコアサンプルの間に形成されたシールの幾何学的形状に基づいて幾何学的形状因子（Ｇo ｒi ) を決定するステップと、(c) 選択された対をなす瞬間流量関数（ｙ）と対応する圧力降下値（Ｐg ）をカーブフィット（曲線の当てはめ）させて係数Ａ0 , Ａ1 およびＡ2 を決定するステップと、(d) Klinkenberg 透過率（ｋ∞）を計算するステップであって、この計算がｋ∞＝29392 μ A1/Go r iからなるステップと、(e) Klinkenberg ステップ因子(b) を計算するステップであって、この計算は、ｐa を大気圧として、ｂ＝ A0/2A1 -Paからなるステップと、(f) コアサンプルの有効透過率（ｋG ）を計算するステップであって、この計算は、ｐg ＝ 瞬間圧力降下値およびｙ ＝ 対応する瞬間流量関数として、ｋG ＝29392 μ y/( ( Go r i ) (pg ＋ 2 pa ) ）
からなるステップとを含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】 高透過率を有するコアサンプルに対する慣性流れ抵抗降下を排除するステップをさらに含み、この排除ステップは、(a) 複数のｐg 値から最小の瞬間圧力降下値(pg * ) を選択するステップと、(b) 選択された pg * 値に基づいて瞬間流量関数（y * ）を計算するステップであって、この計算がy * ＝ A0 ＋ A1pg * ＋ A2 (pg * )2からなるステップと、(c) 選択された pg * 値が選択されたしきい値以下のとき値ゼロの Pg * に対応するように y* を外そうするステップと、(d) Klinkenberg スリップ因子（ b* ）に対する第１値を評価するステップと、(e) 前記スリップ因子（ b* ）に基づいてKlinkenberg 透過率（ｋ∞）を計算するステップであって、計算がｋ∞＝29392 μ y* /（( Go r i ) (pg * ＋ 2 pa ＋ 2 b* ) ）
からなるステップと、(f) ステップ（ｅ）のKlinkenberg の透過率（ｋ∞）の計算値に基づいてKlinkenberg スリップ因子（ b* ) の改善値を計算するステップであって、この計算がb* ＝ 6.9 ｋ∞-0.382からなるステップと、(g) 前回の繰り返しからのスリップ因子（ b* ) の変化が選択された公差内に入るまでKlinkenberg 透過率とスリップ因子計算のステップ（ｅ）と（ｆ）を再び繰り返すステップと、(h) pg * とy * 値に基づいて有効透過率（ｋG ）を計算するステップであって、この計算がkG ＝ 29392μ y* /（(Go r i ) (pg * ＋ 2 pa ) ）
からなるステップとを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】 ガス圧力の測定前にリザーバ内のガスの温度が周囲温度に安定化することを許容するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】 前記温度安定化ステップはリザーバ内に複数本の銅チューブを配置することにより容易化される請求項１２記載の方法。
【請求項１４】 瞬間圧力減衰法を用いてコアサンプルの透過率を決定する装置であって、(a) 既知容積の加圧ガスから加圧ガスを分与するリザーバと、(b) リザーバとコアサンプルに封止連通するプローブであって、リザーバからこのプローブを通してコアサンプル中に加圧ガスを通過させ、これにより加圧ガスが変形され半球パターンをなしてコアサンプルを通して拡散するプローブと、(c) 加圧ガスが前記プローブを通過するときの加圧ガスの圧力を測定する手段と、(d) 圧力測定の間の経過時間を測定する手段と、(e) 前記圧力−時間の測定値から圧力−減衰パラメータを計算すると共にこれらの圧力−減衰パラメータに基づいてコアサンプルの透過率を計算する手段とを備えたコアサンプルの透過率決定装置。
【請求項１５】 前記プローブはリザーバに封止連通する入力端部と、コアサンプルに封止連通する出力端部と、前記入力端部を前記出力端部に接続する既知容積のプローブ室であって、前記圧力測定手段に圧力連通するプローブ室とを備える請求項１４記載の装置。
【請求項１６】 前記プローブの出力端部をコアサンプル上での選択された測定点に封止連通するように位置決めする手段をさらに備える請求項１５記載の装置。
【請求項１７】 前記位置決め手段は、(a) 前記プローブが移動自在に着座される第１キャリッジであって、コアサンプルの上に移動自在に装着され、前記プローブは、このプローブが測定点の第１座標に整合されるまでコアサンプルに沿い前記第１キャリッジを移動させることにより横方向に配置される第１キャリッジと、(b) コアサンプルが保持される第２キャリッジであって、コアサンプルが、測定点の第２座標がプローブの下方に配置されるまで前記第２キャリッジを後方または前方に移動させることにより整合される第２キャリッジと、(c) プローブが、第１キャリッジ内の静止位置と、プローブの出力端がコアサンプル上の測定点に封止連通する測定位置の間で第１および第２座標に整合された後プローブを移動させる手段とを備える請求項１６記載の装置。
【請求項１８】 前記配置手段は、(a) 前記プローブが移動自在に着座される第１キャリッジと、(b) 第１キャリッジが、移動自在に装着される第２キャリッジであり、コアサンプル上に移動自在に配置される第２キャリッジであって、前記プローブは、このプローブが測定点の第１座標に整合されるまで前記第２キャリッジをコアサンプルに沿い移動させることにより横方向に整合され、また前記プローブは、第２座標がプローブの下方に達するまで第１キャリッジを後方または前方に移動させることにより測定点の第２座標に整合されてなる第２キャリッジと、(c) 前記プローブが、第１キャリッジ内の静止位置と、プローブの出力端部がコアサンプル上の測定点と封止連通される測定位置の間の測定点の第１および第２座標に整合された後プローブを移動させる手段とを備えてなる請求項１６記載の装置。
【請求項１９】 前記配置手段はさらにレーザ光ガイド手段からなり、レーザ光プローブの出力端部の中心に整合される位置でプローブの出力端部からコアサンプル上にレーザ光があたるようにレーザ光が照明される請求項１６記載の装置。
【請求項２０】 前記プローブの基準位置に対する位置を決定する検出手段をさらに備える請求項１６記載の装置。
【請求項２１】 前記リザーバは複数個の弁手段によりプローブ室に接続された既知容積の複数個の室を備えており、ある室に対する弁手段の開放および閉成はそれぞれ、プローブ室に圧力連通するリザーバ内の加圧ガスの容積を増加および減少させてなる請求項１５記載の装置。
【請求項２２】 前記リザーバはさらに前記室の容積を調節する較正手段を備えてなる請求項２１記載の装置。
【請求項２３】 前記室は、(a) プローブ室の容積より大きな容積を有する１室であって、第１弁手段が第１の室とプローブ室の間を連通する第１室と、(b) この第１室の容積より大きな容積を有する第２室であって、第２弁手段が前記第２室とプローブ室の間を連通する第２室と、(c) 第２容積より大きな容積を有する第３室であって、第３弁手段がこの第３室とプローブ室の間を連通する第３室とを備える請求項２１記載の装置。
【請求項２４】 前記プローブ室は約４立方センチメートルの容積を有し、前記第１室は約２０立方センチメートルの容積を有し、前記第２室は約１２０立方センチメートルの容積を有し、さらに前記第３室は約７２０立方センチメートルの容積を有する請求項２３記載の装置。
【請求項２５】 前記リザーバは複数個の銅製チューブを有してリザーバ内のガスの温度の安定化を容易にする請求項１４記載の装置。
【図１】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【特許番号】特許第３２４７１９５号（Ｐ３２４７１９５）
【登録日】平成１３年１１月２日（２００１．１１．２）
【発行日】平成１４年１月１５日（２００２．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−９７７０８
【出願日】平成５年４月２３日（１９９３．４．２３）
【公開番号】特開平６−２７０１５
【公開日】平成６年２月４日（１９９４．２．４）
【審査請求日】平成１２年２月８日（２０００．２．８）
【出願人】（５９５１１７７９２）コア ホールディングス ビー．ヴィ． (1)
【参考文献】
【文献】特表 昭６３−５０２４５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】英国特許出願公開２１２７５５９（ＧＢ，Ａ）
【登録日】平成１３年１１月２日（２００１．１１．２）
【発行日】平成１４年１月１５日（２００２．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成５年４月２３日（１９９３．４．２３）
【公開番号】特開平６−２７０１５
【公開日】平成６年２月４日（１９９４．２．４）
【審査請求日】平成１２年２月８日（２０００．２．８）
【出願人】（５９５１１７７９２）コア ホールディングス ビー．ヴィ． (1)
【参考文献】
【文献】特表 昭６３−５０２４５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】英国特許出願公開２１２７５５９（ＧＢ，Ａ）
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