CN106323840A - 一种页岩孔隙度测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于页岩孔隙度的测量方法，旨在解决常规页岩孔隙度测量精度低，耗时长且不经济的问题。该方法包括：选取整块待测页岩样品，将页岩抽真空4小时，真空条件下，加热到150℃，24小时后取出，称量干重M1；采用3％KCl溶液进行加压饱和48小时，天平称量饱和后页岩的重量M2；测量3％KCl溶液密度为ρ，计算样品的孔隙体积V1，基于阿基米德原理，将页岩样品放入盛有指甲油的容器中，测量页岩样品的体积V2；计算样品的孔隙度采用本发明的方法，可消除粘土束缚水、结晶水对孔隙度测量精度的影响，对岩样是否规则没有要求，该方法测量孔隙度经济实用，可操作性强。
Description
技术领域
本发明属于石油、地质、矿业领域室内测量页岩孔隙度的方法技术领域，尤其涉及一种用于页岩孔隙度测量方法。
背景技术
页岩孔隙度是认识和评价油气藏的重要基础参数。页岩中粘土矿物含量高，富含有机质使得页岩的孔隙结与砂岩相比更加复杂，孔隙度一般小于10％，常规的孔隙度测量方法无法直接运用到页岩孔隙度测量中。
目前针对岩石孔隙度的测量思路主要集中在测出岩石的孔隙体积，进而测出岩石的总体积。在测量岩石孔隙体积时，常用的方法为两类：①将块状页岩样品粉碎，计算粉末状样品在蒸馏提取前后的体积差，得到的体积差即为孔隙体积。②将块状页岩样品抽真空然后饱和煤油或蒸馏水，饱和流体前后的质量差即为进入孔隙中的流体质量，进而得到岩石的孔隙体积。岩石外表体积常采用水银体积泵法和阿基米德水银浸没法。
常规的岩石孔隙度测量方法直接运用到页岩中，会存在以下不足：①煤油易挥发，且页岩偏水湿，煤油无法进入到页岩的所有孔隙中，测得的页岩孔隙体积存在误差。页岩中存在膨胀性粘土矿物，在饱和蒸馏水的过程中会发生水化膨胀，页岩表面掉块的情况等。②在用水银测量页岩的外表体积的过程中，水银易挥发，且有毒对人体造成伤害。③页岩孔隙以纳米级孔隙为自主，常规的抽真空无法使流体充满页岩的孔隙。
发明内容
本发明的主要目的在于克服常规岩石孔隙度测量方法不能准确测量页岩孔隙度的缺点，针对纳米级孔隙发育的页岩的孔隙度测量方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种页岩孔隙度测量方法，该方法包括：
步骤(1)：选取页岩待测样品，抽真空4小时，在150℃真空条件下加热
24小时，称量干重M1；
步骤(2)：加压饱和3％KCl溶液48小时，饱和压力为100MPa，测量饱和后重量M2；
步骤(3)：测量3％KCl溶液的密度ρ，得到页岩的孔隙体积V1，
步骤(4)：基于阿基米德原理测量页岩的体积V2；
步骤(5)：计算样品的孔隙度φ，
本发明所提供的页岩孔隙度测量方法，首先将页岩样品抽真空4小时，除去页岩孔隙中的吸附气，采用150℃高温去除粘土束缚水、结晶水，使测量的页岩孔隙体积更加真实，采用3％KCl溶液作为饱和溶液，钾离子具有稳定粘土的作用，可以避免在加压饱和过程中粘土矿物发生水化膨胀而发生破裂。加压饱和的饱和压力采用100MPa，能进入的孔径最小可达10纳米，3％KCl溶液完全可以进入到纳米级孔隙发育的所有孔隙中。在基于阿基米德原理测量的基础上测量液体采用指甲油(指甲油的主要成分是硝化纤维，丙酮、醋酸乙酯、乳酸乙酯等化学溶剂)，指甲油具有只粘附在页岩表面而不进入页岩孔隙中的特性，可以准确的测量页岩的外表体积，比水银更加经济且对人体无害。
附图说明
图1为实施例页岩孔隙度测量结果与He测量结果图；
图2为该方法的具体实施步骤图。
具体实施方式
下面通过具体实施案例进一步详细说明本发明的方法的特点及使用效果，但本发明并不因此而受到任何限制。
实施例1
按照以下步骤进行页岩孔隙度测量：
步骤(1)：选取一定量的块状页岩样品，将页岩样品放入150℃的真空环境下进行干燥24小时，称量干重M1(33.4588g)。
步骤(2)：将页岩抽真空4小时(真空度达到0.1MPa)，加压饱和3％KCl溶液48小时，饱和压力为100MPa，测量饱和后重量M2(33.6540g)
步骤(3)：测量3％KCl溶液的密度ρ，具体的测量方法为：用量筒量取一定量体积的3％溶液三次(2.1ml,3.9ml,3.4ml)，用天平称其质量分别为2.2563g，4.0709g，3.6045g)，运用公式求取3次测得密度，取平均值得到3％KCl溶液的密度为1.06g/cm3。
步骤(4):通过公式得到页岩的孔隙体积为0.18cm3。
步骤(5)：将页岩样品放入盛满指甲油的容器中，用量筒量取溢出的指甲油体积，溢出的体积V2(2.57cm3)。
步骤(6)：通过公式得到页岩的孔隙度为7.0％。
按照上述实施例1的方法，分别对5组页岩样品(每组两个平行样品)进行孔隙度测量，并对每组页岩样品的平行样进行He孔隙度测量，二者测得的孔隙度进行分析比较，测量见图1，可以看出本发明测得的页岩孔隙度与He测得的孔隙度具有一致性。
Claims (6)
1.一种用于页岩孔隙度测量方法，该方法包括:
步骤(1)：选取页岩待测样品，抽真空4小时，150℃的真空条件下加热24小时，称量干重M1；
步骤(2)：将页岩样品加压100MPa饱和3％KCl溶液48小时，称量饱和后页岩的重量M2；
步骤(3)：测量3％KCl溶液的密度ρ，得到页岩的孔隙体积V1，
步骤(4)：基于阿基米德原理测量页岩的体积V2；
步骤(5)：计算样品的孔隙度φ，
2.根据权利要求1所述的页岩孔隙度测量方法，其中所述步骤1，页岩待测样品可以是规则的也可以是不规则的。
3.根据权利要求1所述的页岩孔隙度测量方法，其中，步骤2中使用3％KCl溶液作为饱和溶液。
4.根据权利要求1所述的页岩孔隙度测量方法，其中，步骤2中加压饱和时所加压力100MPa。
5.根据权利要求1所述的页岩孔隙度测量方法，其中，步骤3中页岩孔隙体积计算公式为其中M1，M2为步骤1、步骤2的重量，ρ为3％KCl溶液的密度。
6.根据权利要求1所述的页岩孔隙度测量方法，其中，步骤4中基于阿基米德原理测量页岩体积，所用溶液为指甲油。
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