CN110579381A - 一种页岩圆柱样品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种页岩圆柱样品的制作方法，其包括以下步骤：步骤一：将页岩样品用塑料薄膜包裹；步骤二：用石膏粉兑水制成乳状；步骤三：将塑料包裹好的页岩样品置入乳状石膏浆中；步骤四：待石膏浆凝固后，石膏浆与页岩样品无缝隙地成为一个整体；步骤五：在无水情况下对页岩进行圆柱钻取；步骤六：取出圆柱样品。本发明无需在水中进行钻取圆柱样品，也无需在原样外浇筑混泥土，极大地提高了页岩圆柱样品制备的成功率且避免污染岩石样品，为后续页岩岩石物性参数(如孔隙度，渗透率等)有效分析奠定坚实基础。此外，本发明具有制备周期短，操作简单等优势。
Description
技术领域
本发明属于石油地质领域，具体涉及一种页岩圆柱样品的制备方法。
背景技术
页岩圆柱样品是进行页岩中岩石物性参数(如孔隙度和渗透率)的重要基础和前提，但由于页岩容易破碎，因此要成功在页岩中钻取圆柱样品非常困难，从而影响了对页岩物性参数的准确检测。
目前岩石圆柱样品的钻取都是根据常规的岩石圆柱钻取仪在有水情况下进行钻取，由于页岩层理较发育，容易破碎，遇水则更容易因吸水膨胀而碎裂，因此该方法对于页岩的钻取难度较大。通过国家知识产权局对相关技术进行检索，检索式为“页岩圆柱”与“圆柱”，均没有检索到相关专利，检索式“页岩、实验样品”，检索到专利2项，：一项CN104330310A，一种油页岩水力压裂模拟实验系统及实验样品的制作方法，该专利侧重于水力压力模拟实验的发明；另一项专利CN105973667A，一种页岩水力压裂实验样品的制备方法，经比较研究，该专利及其方法与本发明具有一定的类似之处，目的都是取得柱状样品，但其使用在原样外浇筑混泥土的方法比较繁琐，且对岩石样品有所污染。
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种页岩圆柱样品的制备方法，其无需在水中进行，也无需在原样外浇筑混泥土，极大地提高了页岩圆柱样品制备的成功率。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种页岩圆柱样品的制作方法，无需在水中进行，也无需在原样外浇筑混泥土，极大地提高了页岩圆柱样品制备的成功率。
为达上述目的，本发明提供一种页岩圆柱样品的制作方法，其包括以下步骤：
步骤一：将页岩样品用塑料薄膜包裹；
步骤二：用石膏粉兑水制成乳状；
步骤三：将塑料包裹好的页岩样品置入乳状石膏浆中；
步骤四：待石膏浆凝固后，石膏浆与页岩样品无缝隙地成为一个整体；
步骤五：在无水情况下对页岩进行圆柱钻取；
步骤六：取出圆柱样品。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，在步骤二～步骤四中，采用中性树脂替代由石膏粉兑水制成的乳状石膏浆。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，在步骤一之前，将不规则页岩样品通过切除四周棱角制成立方体的结构。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，在步骤二中，准备一个能够拆卸的方形容器，并按照每100g石膏粉加45ml～60ml水的比例进行混合，并充分搅拌，直至石膏粉与水混合均匀，呈现均匀乳状。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，在步骤三中，准备一个能够拆卸的方形容器，并按照每100g石膏粉加50ml～55ml水的比例进行混合，并充分搅拌，直至石膏粉与水混合均匀，呈现均匀乳状。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，在步骤三中，放置页岩样品时需保证保证页岩样品置于石膏浆中心，并且页岩样品所需钻取的顶面保持水平状态。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，在步骤四中，将包裹好的页岩样品置于乳膏石膏浆后，放置于一水平台上，静置一个小时待其凝固。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，当在步骤二～步骤四中，采用由石膏粉兑水制成的乳状石膏浆时，那么在步骤五中，将已凝固的石膏及薄膜包裹的页岩样品整体置于取圆柱样品钻头之下，在无水条件下对准页岩顶部中心进行圆柱样品的钻取。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，当在步骤二～步骤四中，采用中性树脂时，那么在步骤五中，将已凝固的中性树脂及薄膜包裹的页岩样品整体置于取圆柱样品钻头之下，在无水条件下对准页岩顶部中心进行圆柱样品的钻取。
所述的页岩圆柱样品的制作方法，其中，在步骤六中，取出圆柱样品后，对其顶底两端进行磨平，并将制备好的页岩圆柱样品封闭在的干燥器中。
综上所述，本发明的有益效果是：无需在水中进行钻取圆柱样品，也无需在原样外浇筑混泥土，极大地提高了页岩圆柱样品制备的成功率且避免污染岩石样品，为后续页岩岩石物性参数(如孔隙度，渗透率等)有效分析奠定坚实基础。此外，本发明具有制备周期短，操作简单等优势。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是根据本发明的页岩圆柱样品的制作方法的流程示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请见图1，其为根据本发明的页岩圆柱样品的制作方法的流程示意图。本发明的页岩圆柱样品的制作方法主要包括以下步骤：
步骤一：将页岩样品用塑料薄膜包裹；
具体方法如下：将不规则大块页岩样品通过切除四周棱角制成大体为立方体的结构，并用普通塑料薄膜包裹，必要时可以采用胶带封边，以保护页岩样品不受后期石膏浆的污染。
步骤二：用石膏粉兑水制成乳状；
具体方法如下：准备一个可方便拆卸的方形容器(其边长尺寸优选为210-300mm)，放入一定量的石膏粉，并按照每100g石膏粉加45ml～60ml(优选为50ml～55ml)水的比例进行混合，并用棍棒进行搅拌，直至石膏粉与水混合均匀，呈现均匀乳状。
所述方形容器可采用拼接式结构，并可以选用耐水型硬纸、硬质塑料板等制成。
所述对石膏粉兑水制成乳状过程中，应戴橡胶手套对皮肤进行保护。
步骤三：将塑料包裹好的页岩样品置入乳状石膏浆中；
具体方法如下：将塑料薄膜包裹好的页岩样品置入还未凝固的乳状石膏浆中；在石膏粉未凝固之前，页岩样品的放置位置及方向可以随时调整，但要保证页岩样品置于石膏浆中心，方便肉眼对钻取位置的宏观判断，此外页岩样品所需钻取的顶面尽量保持水平状态，方便对页岩样品进行钻取。
所述对将塑料包裹好的页岩样品置入乳状石膏浆中应戴上橡胶手套对皮肤进行保护。
步骤四：待石膏浆凝固后，石膏浆与页岩样品无缝隙地成为一个整体；
具体方法如下：包裹好的页岩样品置于乳膏石膏浆后，放置于一水平台上，静置一个小时左右待其凝固，让石膏与塑料包裹的页岩样品无缝隙地成为一个整体。
步骤五：在无水情况下对页岩进行圆柱钻取。
具体方法如下：将方形容器内已凝固的石膏及薄膜包裹的页岩样品整体置于常规取圆柱样品钻头之下，在无水条件下对准页岩顶部中心进行圆柱样品的钻取，钻取直径可根据样品及实验要求进行钻取(如25mm、28mm或38mm)。
步骤六：取出圆柱样品。
具体方法如下：钻取完后，取出圆柱样品，对其顶底两端进行人工磨平；卸掉方形容器，分离石膏及薄膜包裹的页岩样品，将残余页岩样品收集，扔掉石膏。至此一个完整的页岩圆柱样品制备完成，制备好的页岩圆柱样品封闭在有硅胶或其它干燥剂的干燥器中，并根据后续岩石物理实验要求自行决定是否置于烘箱中。
此外，还可以选用中性树脂替代乳状石膏浆。中性树脂可由液态凝固为固态，且硬度较低，因此在无水情况下对页岩进行圆柱钻取时，可以轻易钻除掉中性树脂，进而取得页岩圆柱样品。
实施例：
2016年10月开始本发明开始在中石化无锡石油地质研究所开始使用，常规方法难以钻取的页岩样品，通过该方法成功地钻取了页岩圆柱，为后期页岩岩石物性参数(包括渗透率与孔隙度)的分析奠定基础。
综上所述，本发明的有益效果是：无需在水中进行钻取圆柱样品，也无需在原样外浇筑混泥土，极大地提高了页岩圆柱样品制备的成功率且避免污染岩石样品，为后续页岩岩石物性参数(如孔隙度，渗透率等)有效分析奠定坚实基础。此外，本发明具有制备周期短，操作简单等优势。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将页岩样品用塑料薄膜包裹；
步骤二：用石膏粉兑水制成乳状；
步骤三：将塑料包裹好的页岩样品置入乳状石膏浆中；
步骤四：待石膏浆凝固后，石膏浆与页岩样品无缝隙地成为一个整体；
步骤五：在无水情况下对页岩进行圆柱钻取；
步骤六：取出圆柱样品。
2.根据权利要求1所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤二～步骤四中，采用中性树脂替代由石膏粉兑水制成的乳状石膏浆。
3.根据权利要求1或2所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤一之前，将不规则页岩样品通过切除四周棱角制成立方体的结构。
4.根据权利要求1或2所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤二中，准备一个能够拆卸的方形容器，并按照每100g石膏粉加45ml～60ml水的比例进行混合，并充分搅拌，直至石膏粉与水混合均匀，呈现均匀乳状。
5.根据权利要求1或2所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤三中，准备一个能够拆卸的方形容器，并按照每100g石膏粉加50ml～55ml水的比例进行混合，并充分搅拌，直至石膏粉与水混合均匀，呈现均匀乳状。
6.根据权利要求1或2所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤三中，放置页岩样品时需保证保证页岩样品置于石膏浆中心，并且页岩样品所需钻取的顶面保持水平状态。
7.根据权利要求1或2所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤四中，将包裹好的页岩样品置于乳膏石膏浆后，放置于一水平台上，静置一个小时待其凝固。
8.根据权利要求1所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤五中，将已凝固的石膏及薄膜包裹的页岩样品整体置于取圆柱样品钻头之下，在无水条件下对准页岩顶部中心进行圆柱样品的钻取。
9.根据权利要求2所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤五中，将已凝固的中性树脂及薄膜包裹的页岩样品整体置于取圆柱样品钻头之下，在无水条件下对准页岩顶部中心进行圆柱样品的钻取。
10.根据权利要求1或2所述的页岩圆柱样品的制作方法，其特征在于，在步骤六中，取出圆柱样品后，对其顶底两端进行磨平，并将制备好的页岩圆柱样品封闭在的干燥器中。
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