CN108872045A - 一种页岩碎样总孔隙度的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种页岩碎样总孔隙度的测量方法。所需样品量较小，无需考虑粉碎过程中改变原始含水饱和度和干燥后的吸水等问题的影响，减少了实验的外在影响，实验流程方便快捷，精度高，对页岩样品形状无要求，大大节约了钻取柱塞样的成本，相对于柱塞样测量而言，能有效测量页岩总孔隙度，同时减少了测量时间，减小了系统误差。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探技术领域，具体涉及一种页岩碎样总孔隙度的测量方法。
背景技术
页岩孔隙度测量一直是尚未解决的难点。页岩脆性矿物含量高，获取完整的页岩柱塞样岩心较困难；矿物组分复杂，孔隙小，非均质性强，准确测量孔隙度难度大。页岩孔隙度测量具有柱体样孔隙度测量和碎样孔隙度测量，柱体样孔隙度为岩心的有效孔隙度，而无法获取岩心中的孤立死孔隙；碎样孔隙度为岩心的总孔隙度，测量岩心中所有孔隙空间。目前，国内页岩孔隙度测量主要采用柱塞样测量的方式获取有效孔隙度，测量方案均是参考石油行业标准(SY/T 5336-2006)。而采用碎样测量岩心总孔隙度的方法在国内还未出现完整的技术方案。国外多采用GRI(Gas Research Institute)法获取页岩的总孔隙度。除此外，通过孔隙结构测量方法也能实现孔隙度的获取，如氮气吸附、二氧化碳吸附、高压压汞等方法。这些方法对准确测量页岩碎样孔隙度存在两个疑难点：(1)碎样的外观总体积测量难且不够准确；(2)不同孔隙结构测量方法表征孔径范围具有较强的局限性，无法获取岩心的总孔隙度，尤其是微孔、介孔或宏孔较发育的页岩样品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种页岩碎样总孔隙度的测量方法，解决页岩碎样总孔隙度测量不准确的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种页岩碎样孔隙度的测量方法，包括以下步骤：
S1、在外观体积测量仪的样品管中装入刚性小颗粒；
S2、设置好振实压力和振实次数，振实刚性小颗粒，得到推注塞离基座的距离L0；
S3、在外观体积测量仪的样品管中装入被测样品颗粒，使刚性小颗粒完全覆盖住被测样品颗粒，振实刚性小颗粒和样品颗粒，得到推注塞离基座的距离L1；
S4、通过距离L0和距离L1计算被测量品的外观总体积Vb；
S5、校准孔隙度仪，得到参比室体积Vr和样品室体积Vc，并获取压力平衡判别标准；
S6、将岩心放入样品室，以预先设定的压力把氦气输入参比室，当压力达到平衡判别标准30s后，由高精度数字传感器读出压力值P1；
S7、把参比室中的气体扩散到样品室内，当压力达到平衡判别标准30s后，由高精度数字传感器读出压力值P2；
S8、通过压力值P1、压力值P2、参比室体积Vr和样品室体积Vc计算骨架体积Vg；
S9、通过外观总体积Vb和骨架体积Vg计算孔隙度
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤S4中外观总体积Vb的计算公式为：
在公式(1)中，d为外观体积测量仪样品管的直径。
进一步，所述步骤S8中骨架体积Vg的计算公式为：
在公式(2)中，Pa为样品室的初始绝对大气压，Z1为在气压P1和温度T1时的气体偏差因子，Z2为在气压P2和温度T2时的气体偏差因子，Za为温度T1和大气压时的气体偏差因子，T1r为气压P1时参比室的绝对温度，T1c为气压P1时样品室的绝对温度，T2r为气压P2稳定后参比室的绝对温度，T2c为气压P2稳定后样品室的绝对温度，VV为阀的驱替体积，T1为参比室平衡时的温度，T2为参比室和样品室平衡时的温度。
进一步，所述步骤S9中孔隙度的计算公式为：
进一步，所述外观体积测量仪的型号为GeoPyc 1360。
进一步，所述孔隙度仪的型号为AccuPyc ll 1340。
进一步，所述刚性小颗粒的粒径小于60目，所述被测样品颗粒的粒径大小为10目～60目。
进一步，所述预先设定的压力大小为0.6MPa～0.8MPa。
本发明的有益效果是：在本发明中，所需样品量较小，无需考虑粉碎过程中改变原始含水饱和度和干燥后的吸水等问题的影响，减少了实验的外在影响，实验流程方便快捷，精度高，对页岩样品形状无要求，大大节约了钻取柱塞样的成本，相对于柱塞样测量而言，能有效测量页岩总孔隙度，并缩短了测量时间，减小了系统误差。
附图说明
图1为本发明总流程图；
图2为本发明的外观体积测量原理图；
图3为本发明的骨架体积测量原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1共同所示，一种页岩碎样总孔隙度的测量方法，包括以下步骤：
S1、如图2(a)所示，在外观体积测量仪的样品管中装入刚性小颗粒，刚性小颗粒的尺寸小于60目，体积不超过样品管的2/3。
预热外观体积测量仪，清理样品管内的粉尘，防止污染刚性小颗粒，或附着在被测样品表面，并教正仪器，保证推注塞开始测量的位置为零点。
S2、设置好振实压力和振实次数，振实刚性小颗粒，得到推注塞离基座的距离L0，振实压力为90N，振实次数为5次。
S3、如图2(b)所示，在外观体积测量仪的样品管中装入被测样品颗粒，使刚性小颗粒完全覆盖住被测样品颗粒，振实刚性小颗粒和样品颗粒，得到推注塞离基座的距离L1，被测样品颗粒的粒径大小为10目～60目。
S4、通过距离L0和距离L1计算被测量品的外观总体积Vb，外观总体积Vb的计算公式为：
在公式(1)中，d为外观体积测量仪样品管的直径。
S5、如图3所示，校准孔隙度仪，得到参比室体积Vr和样品室体积Vc，并获取压力平衡判别标准，在校准仪器前，需进行至少三次低压氦气冲扫，排除样品室内或岩心表面存在的多余氧气、氮气和二氧化碳等杂质气体。
S6、将岩心放入样品室，以预先设定的压力把氦气输入参比室，当压力达到平衡判别标准30s后，由高精度数字传感器读出压力值P1，预先设定的压力为0.6Mpa～0.8Mpa。
S7、把参比室中的气体扩散到样品室内，当压力达到相同平衡判别标准30s后，由高精度数字传感器读出压力值P2。
S8、通过压力值P1、压力值P2、参比室体积Vr和样品室体积Vc计算骨架体积Vg，骨架体积Vg的计算公式为：
在公式(2)中，Pa为样品室的初始绝对大气压，Z1为在气压P1和温度T1时的气体偏差因子，Z2为在气压P2和温度T2时的气体偏差因子，Za为温度T1和大气压时的气体偏差因子，T1r为气压P1时参比室的绝对温度，T1c为气压P1时样品室的绝对温度，T2r为气压P2稳定后参比室的绝对温度，T2c为气压P2稳定后样品室的绝对温度，VV为阀的驱替体积，T1为参比室平衡时的温度，T2为参比室和样品室平衡时的温度。
S9、通过外观总体积Vb和骨架体积Vg计算孔隙度孔隙度的计算公式为：
在本发明实施例中，外观体积测量仪的型号为GeoPyc 1360。
在本发明实施例中，孔隙度仪的型号为AccuPyc ll 1340。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在外观体积测量仪的样品管中装入刚性小颗粒；
S2、设置好振实压力和振实次数，振实刚性小颗粒，得到推注塞离基座的距离L0；
S3、在外观体积测量仪的样品管中装入被测样品颗粒，使刚性小颗粒完全覆盖住被测样品颗粒，振实刚性小颗粒和样品颗粒，得到推注塞离基座的距离L1；
S4、通过距离L0和距离L1计算被测量品的外观总体积Vb；
S5、校准孔隙度仪，得到参比室体积Vr和样品室体积Vc，并获取压力平衡判别标准；
S6、将岩心放入样品室，以预先设定的压力把氦气输入参比室，当压力达到平衡判别标准30s后，由高精度数字传感器读出压力值P1；
S7、把参比室中的气体扩散到样品室内，当压力达到平衡判别标准30s后，由高精度数字传感器读出压力值P2；
S8、通过压力值P1、压力值P2、参比室体积Vr和样品室体积Vc计算骨架体积Vg；
S9、通过外观总体积Vb和骨架体积Vg计算孔隙度
2.根据权利要求1所述的页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，所述步骤S4中外观总体积Vb的计算公式为：
在公式(1)中，d为外观体积测量仪样品管的直径。
3.根据权利要求1所述的页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，所述步骤S8中骨架体积Vg的计算公式为：
在公式(2)中，Pa为样品室的初始绝对大气压，Z1为在气压P1和温度T1时的气体偏差因子，Z2为在气压P2和温度T2时的气体偏差因子，Za为温度T1和大气压时的气体偏差因子，T1r为气压P1时参比室的绝对温度，T1c为气压P1时样品室的绝对温度，T2r为气压P2稳定后参比室的绝对温度，T2c为气压P2稳定后样品室的绝对温度，VV为阀的驱替体积，T1为参比室平衡时的温度，T2为参比室和样品室平衡时的温度。
4.根据权利要求1所述的页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，所述步骤S9中孔隙度的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，所述外观体积测量仪的型号为GeoPyc 1360。
6.根据权利要求1所述的页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，所述孔隙度仪的型号为AccuPyc II 1340。
7.根据权利要求1所述的页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，所述刚性小颗粒的粒径小于60目，所述被测样品颗粒的粒径大小为10目～60目。
8.根据权利要求1所述的页岩碎样总孔隙度的测量方法，其特征在于，所述预先设定的压力大小为0.6MPa～0.8MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181123 |
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