CN111638162A - 一种不规则块状岩样孔隙度测量方法及装置 - Google Patents

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朱涵斌
张永浩
李楠
李兵
贺国芬
韩波
陈渝
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/088—Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
    • G01N15/0893—Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry by measuring weight or volume of sorbed fluid, e.g. B.E.T. method

Abstract

本发明提供的一种不规则块状岩样孔隙度测量方法及装置，首先通过测量粉末介质的体积，然后将粉末介质和不规则块状岩样进行混合压实，在压实的过程中，粉末介质作为支撑，避免在压实过程中损坏不规则块状岩，其次通过两次的体积相减，得到不规则块状岩样的体积，最后根据体积计算孔隙度，该方法不需要将岩样加工成规则形状的岩样，便能准确测量其外观体积，再测量来测量其骨架体积，从而得到此类不规则块样的孔隙度，避免对岩样造成破坏。

Description

一种不规则块状岩样孔隙度测量方法及装置
技术领域
本发明涉及石油地质勘探和油气资源评价领域，具体为一种不规则块状岩样孔隙度测量方法及装置。
背景技术
随着页岩气、煤层气等非常规油气资源的勘探开发力度不断加大，非常规储层的岩石物理实验受到广泛关注，但是基础的非常规岩石物理实验技术却异常薄弱，针对非常规储层岩样的岩石物理实验研究并不多。
孔隙度作为岩石物理实验的基础数据，是了解岩石物理性质最重要的参数之一，在常规储层岩样中，测量技术已然非常成熟，实验室测量孔隙度主要通过测量两个关键参数：岩样的骨架体积和外观体积，骨架体积的测量原理是玻义尔定律，通过气体等温膨胀的方法得到岩样的骨架体积(具体方法可见国家标准《岩心分析方法》)，岩样的外观体积通过将岩样加工成形状规则后利用游标卡尺测量得到，将外观体积减去骨架体积得到孔隙体积，然后计算得到孔隙度。
在页岩等非常规储层岩样中，由于岩样较脆、层理发育等多种因素的影响，很难加工成规则的柱塞样，甚至很多储层无法取到整块的岩样，而成熟的孔隙度测量方法都需要将岩样加工规则后才能测量；因此，对于此类岩样没有办法得到其准确的外观体积，即无法测量其孔隙度。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种不规则块状岩样孔隙度测量方法及装置，解决了非常规储层岩样的外观体积测量，不需要将岩样加工成规则形状的岩样，便能准确测量其外观体积，再结合常规方法测量来测量其骨架体积，从而得到此类不规则块样的孔隙度，避免对岩样造成破坏。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，包括以下步骤：
步骤1、将一定量的粉末介质置于测量容器中；
步骤2、将测量管中的粉末介质，以一定的条件进行夯实，并测量夯实后粉末介质的体积V1；
步骤3、在测量容器中加入待测量的不规则块状岩样，并使其掩埋在粉末介质中；
步骤4、采用步骤2的夯实条件，对粉末介质和不规则块状岩样进行夯实，并测量夯实后的体积V2；
步骤5、将步骤4得到的体积V2减去步骤2得到的体积V1，得到不规则块状岩样的体积V3；
步骤6、测量不规则块状岩样的骨架体积V骨架；
步骤7、根据不规则块状岩样的体积和骨架体积计算孔隙度参数。
优选的，步骤1中所述的粉末介质为刚性粉末。
优选的，所述粉末介质的粒径为1-100微米。
优选的，步骤3中通过搅动或震动的方式使不规则块状岩样掩埋在粉末介质中。
优选的，步骤7中所述孔隙度参数的计算公式如下：
Figure BDA0002496828780000031
一种不规则块状岩样孔隙度测量方法的装置，包括测量容器和夯实柱；
所述测量容器用于承装粉末介质和不规则块状岩样，测量容器上设置有体积刻度；
所述夯实柱可拆卸配装在测量容器中，用于对粉末介质或/和不规则块状岩样进行夯实。
优选的，所述测量容器包括圆柱型的容器，以及设置在容器底部的底座上。
优选的，所述夯实柱包括连接杆，以及设置在其底部的透气板和顶部的压力板，透气板用于对粉末介质或/和不规则块状岩样进行夯实。
优选的，所述透气板的材料为树脂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，首先通过测量粉末介质的体积，然后将粉末介质和不规则块状岩样进行混合压实，在压实的过程中，粉末介质作为支撑，避免在压实过程中损坏不规则块状岩，其次通过两次的体积相减，得到不规则块状岩样的体积，最后根据体积计算孔隙度，该方法不需要将岩样加工成规则形状的岩样，便能准确测量其外观体积，再测量来测量其骨架体积，从而得到此类不规则块样的孔隙度，避免对岩样造成破坏。
本发明提供的不规则块状岩样孔隙度测量装置，包括设置刻度的容器和夯实柱，并结合上述方法，即可快速实现对不规则块状岩样孔隙度的测量，结构简单，成本低廉，为页岩等难加工脆性储层提供宝贵的孔隙度基础数据，突破实验室测量孔隙度必须修整形状的要求。
附图说明
图1为本发明测量装置的结构示意图；
图2为本发明测量样品管的结构示意图；
图3为本发明夯实柱的结构示意图；
图4为实施例不规则块状岩样的示意图；
图5为实施例不规则块状岩样粉碎后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，包括以下步骤：
1、将一定量的粉末介质置于测量容器中。
该介质粉末为刚性粉末，其粒径在1微米至100微米之间。
2、将测量管中的粉末介质，以一定的条件进行夯实，并测量夯实后粉末介质的体积V1；
3、在测量容器中加入待测量的不规则块状岩样，并使其掩埋在粉末介质中。
具体的，加入形状不规则的岩样，通过搅动或震动的方式使岩样完全掩埋在粉末介质中。
4、采用步骤2的夯实条件，对粉末介质和不规则块状岩样进行夯实，并测量夯实后的体积V2；
5、将步骤4得到的体积V2减去步骤2得到的体积V1，得到不规则块状岩样的体积V3；
6、测量不规则块状岩样的骨架体积V骨架；
7、根据不规则块状岩样的体积和骨架体积计算孔隙度参数，公式如下：
Figure BDA0002496828780000051
8、测试完成后，采用标准筛可将测量介质与岩样分离。
该方法简单易行，对岩样没有损伤，而且容易分离岩样，得到的岩样外观体积准确可靠，再结合常规的成熟方法测量岩样骨架体积即可得到孔隙度数据。
对于页岩等难加工成规则形状的非常规岩样，实验室都无法测量其孔隙度，为其提供准确的基础数据，对相关的项目研究造成了诸多不便，本次发明解决了此类非常规储层岩样的孔隙度测量难题，突破了实验室测量孔隙度必须要形状规则的要求，既能为准确评价非常规储层和勘探开发提供宝贵的实验数据，亦使实验室的孔隙度测量迈上新的台阶，在石油勘探开发、及相关项目研究领域具有非常重要的意义。
参阅图1-3，一种不规则块状岩样体积测量装置，包括测量容器1和夯实柱2。
测量容器包括圆柱型的玻璃容器，玻璃容器设置在金属底座上，玻璃管内壁光滑，其外壁上设置有用于显示体积的刻度。
所述夯实柱包括连接杆，以及设置在其底部的透气板和顶部的压力板。
压力板与玻璃容器的间隙配合，连接杆为玻璃管，其直径小于玻璃容器的内径。
透气板采用树脂材料支撑，其截面为梯形，最大直径与测量管内径相同，树脂材料质地较硬，不易发生形变，且有部分纳米级孔隙，可以通过空气，同时可以避免粉末介质通过。
实施例
参阅图4和5，分别测量了四川宜宾地区两块页岩的外观体积和其骨架体积，得到了准确的孔隙度数据。该岩样没有完整的大块，无法加工成规则形状的标准柱塞样利用常规方法测量，只有片状岩样，本次取了部分片状岩样，将其敲碎，使其可装进规则块状岩样外观体积测量装置。
得到的不规则块样孔隙度分别为3.2％和4.1％，解决了不规则岩样的孔隙度测量难题，为后续研究提供了可靠基础数据。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将一定量的粉末介质置于测量容器中；
步骤2、将测量管中的粉末介质，以一定的条件进行夯实，并测量夯实后粉末介质的体积V1；
步骤3、在测量容器中加入待测量的不规则块状岩样，并使其掩埋在粉末介质中；
步骤4、采用步骤2的夯实条件，对粉末介质和不规则块状岩样进行夯实，并测量夯实后的体积V2；
步骤5、将步骤4得到的体积V2减去步骤2得到的体积V1，得到不规则块状岩样的体积V3；
步骤6、测量不规则块状岩样的骨架体积V骨架；
步骤7、根据不规则块状岩样的体积和骨架体积计算孔隙度参数。
2.根据权利要求1所述的一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，其特征在于，步骤1中所述的粉末介质为刚性粉末。
3.根据权利要求2所述的一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，其特征在于，所述粉末介质的粒径为1-100微米。
4.根据权利要求1所述的一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，其特征在于，步骤3中通过搅动或震动的方式使不规则块状岩样掩埋在粉末介质中。
5.根据权利要求1所述的一种不规则块状岩样孔隙度测量方法，其特征在于，步骤7中所述孔隙度参数的计算公式如下：
Figure FDA0002496828770000011
6.一种权利要求1-5任一项所述的不规则块状岩样孔隙度测量方法的装置，其特征在于，包括测量容器(1)和夯实柱(2)；
所述测量容器用于承装粉末介质和不规则块状岩样，测量容器上设置有体积刻度；
所述夯实柱(2)可拆卸配装在测量容器中，用于对粉末介质或/和不规则块状岩样进行夯实。
7.根据权利要求6所述的不规则块状岩样孔隙度测量方法的装置，其特征在于，所述测量容器包括圆柱型的容器，以及设置在容器底部的底座上。
8.根据权利要求6所述的不规则块状岩样孔隙度测量方法的装置，其特征在于，所述夯实柱包括连接杆，以及设置在其底部的透气板和顶部的压力板，透气板用于对粉末介质或/和不规则块状岩样进行夯实。
9.根据权利要求7所述的不规则块状岩样孔隙度测量方法的装置，其特征在于，所述透气板的材料为树脂。
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