CN112051197A - 一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置及方法。本发明提供了一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，包括抽真空装置、中间容器、玻璃容器和ISCO泵；其中，所述抽真空装置的入口端连接所述中间容器的出口端；所述中间容器的入口端连接所述玻璃容器的出口端和所述ISCO泵的出口端。本发明还提供了一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法。本发明提供的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置适合现场、大批量的缝洞型碳酸盐岩心孔隙压缩系数测试，为油气藏开发方案设计提供基础数据。
Description
技术领域
本发明涉及岩心实验分析技术领域。更具体地，涉及一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置及方法。
背景技术
孔隙度定义为岩样孔隙体积与岩样体积之比，是油气藏基础物性参数。目前室内实验测试方法主要有饱和液体称重法与饱和气体测压法两大类。如常规饱和地层水称重法通过岩心干重与饱和地层水后的重量对比确定岩心孔隙度。
现有技术中，刘建军等采用饱和地层水方法，研究有效压力对低渗透多孔介质孔隙度的影响(刘建军等，有效压力对低渗透多孔介质孔隙度、渗透率的影响，地质力学报，2001，7(1))；蒋伯材等根据传质方程与质量守恒方程，采用脉冲法对页岩孔隙度测试(蒋伯材等，基于热力学平衡方程的孔隙度实验方法研究[J].科学技术与工程，2016，23(16))。由于这些测试方法需将岩心置于夹持器中并加压，对岩心形状严格，一般为圆柱状岩心，岩心直径2.5cm(1in)、3.8cm(1.5in)或10cm(4in)。然而缝洞型碳酸盐岩岩心表面缝洞发育，无法置于加持器中加压，另外由于表面缝洞水无法聚集，无法准确获取饱和地层水后的重量，孔隙体积及孔隙度测量困难，现有的岩心孔隙度测试方法对缝洞型碳酸盐岩适用性差。
因此，本发明提供了一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置及方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置。该装置设备少且无特殊实验设备，操作简单，无需夹持器即可测试缝洞型碳酸盐岩孔隙度，解决了缝洞型碳酸盐岩岩心无法置于加持器中加压等问题。
本发明的另一个目的在于提供一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，包括抽真空装置、中间容器、玻璃容器和ISCO泵；
其中，所述抽真空装置的入口端连接所述中间容器的出口端；
所述中间容器的入口端连接所述玻璃容器的出口端和所述ISCO泵的出口端。
所述玻璃容器用于盛装地层水；所述中间容器用于盛装缝洞型碳酸盐岩标样；所述ISCO泵用于给中间容器加压；所述抽真空装置用于对缝洞型碳酸盐岩标样抽真空。
本发明使用中间容器代替岩心夹持器盛装缝洞型碳酸盐岩标样，解决了缝洞型碳酸盐岩岩心表面缝洞发育，无法置于岩心加持器中加压的技术问题；本发明使用的中间容器为内部中空以容纳多个缝洞型碳酸盐岩标样的容器；该中间容器与岩心加持器不同，岩心夹持器一次只能测一块规则岩样(该岩样须为直径2.5cm、3.8cm或10cm的圆柱体)，而中间容器一次可测多块不规则岩样，提高测试效率。
优选地，所述缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置还包括压力传感器和计算机；其中，所述压力传感器设于中间容器的一端；所述计算机与所述压力传感器电连接；所述压力传感器用于监测中间容器压力；所述计算机用于采集和处理数据。
优选地，所述中间容器可容纳多个缝洞型碳酸盐岩标样。
优选地，所述中间容器的容积为至少1000mL。本发明优选采用较大的中间容器，可盛放多个岩心，一次可进行多块岩心加压饱和，效果更好。
优选地，所述抽真空装置与所述中间容器之间设有第一阀门。
优选地，所述中间容器与所述玻璃容器之间设有第二阀门。
优选地，所述抽真空装置为真空泵。
本发明还提供了一种使用上述装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，包括如下步骤：
1)标样选取与处理：取n个缝洞型碳酸盐岩标样，称重得到n个缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量，并测量其长度与直径，采用公式(I)计算n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度：
所述公式(I)中，
n表示整数，n≥10；
ρn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度，单位为g/cm3；
Ln表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的长度，单位为cm；
dn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的直径，单位为cm；
2)标样饱和地层水：对步骤1)中n个缝洞型碳酸盐岩标样进行饱和地层水，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量；
3)根据缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量与缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量，结合缝洞型碳酸盐岩标样直径与长度，采用公式(II)计算得到n个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度；
所述公式(II)中，
φn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度，单位为％；
mn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量，单位为g；
Ln表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的长度，单位为cm；
dn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的直径，单位为cm；
4)将n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度数据和孔隙度数据绘制成缝洞型碳酸盐岩孔隙度与密度关系曲线，建立孔隙度计算经验公式(III)，拟合得到该孔隙度计算经验公式中的a和b；
φ＝a-bρ (III)；
所述公式(III)中，
φ表示待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度，单位为％；
ρ表示待测缝洞型碳酸盐岩密度，单位为g/cm3；
a和b均表示缝洞型碳酸盐岩孔隙度与密度直线的拟合常数，无量纲；
5)取待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量，并测量其长度与直径，采用公式(I)计算待测缝洞型碳酸盐岩的密度，根据步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式(III)，计算得到待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度。
由于碳酸盐岩标准样致密，渗透率低，常规抽真空饱和水方法很难充分饱和水，水无法进入一下细小孔隙，所测孔隙度偏差较大；而本发明采用抽真空加压饱和水方法测量标准样孔隙度，加压可使水充分进入孔隙，提高孔隙体积和孔隙度测量精度。本发明先建立测缝洞型碳酸盐岩的孔隙度与密度关系计算经验公式，然后根据已建立的碳酸盐孔隙度计算经验公式计算待测缝洞型碳酸盐岩的孔隙度，因此通过步骤1)～步骤4)建立该计算经验公式后，再进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度测量时，只需对缝洞型碳酸盐岩不含水时称重与简单长度及直径测量，无需加压饱和后称重，有效克服缝洞型碳酸盐岩表面缝洞部位水无法聚集以及漏水问题，实验精度高。
优选地，步骤2)中标样饱和地层水具体包括如下步骤：将缝洞型碳酸盐岩标样置于中间容器中，采用抽真空装置对该缝洞型碳酸盐岩标样进行抽真空直至中间容器的压力至少降至-0.1MPa；通过负压抽取玻璃容器中的地层水，直至中间容器吸满位置；采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和至少24小时，取出饱和地层水后的缝洞型碳酸盐岩标样，进行称重，得到缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量；重复该步骤，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量。
优选地，步骤2)中采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和的饱和压力为0.1～60MPa。根据中间容器和ISCO性能，饱和压力范围0.1～60Mpa。
优选地，步骤2)中标样饱和地层水具体包括如下步骤：将缝洞型碳酸盐岩标样置于中间容器中，打开第一阀门，关闭第二阀门，采用抽真空装置对碳酸盐岩标样进行抽真空直至中间容器的压力降至-0.1Mpa，抽真空结束，关闭第一阀门，打开第二阀门，通过负压抽取玻璃容器中的地层水，直至中间容器吸满位置，关闭第二阀门，采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和至少24小时，取出饱和地层水后的缝洞型碳酸盐岩标样，进行称重，得到缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量；重复该步骤，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置实验设备少且无特殊实验设备，操作简单，无需特殊处理，操作成本低且快捷，极大地提高了缝洞型碳酸盐岩孔隙度测试效率，适合现场、大批量的缝洞型碳酸盐岩心孔隙压缩系数测试，为油气藏开发方案设计提供基础数据；本发明提供的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试方法在进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度测量时只需对缝洞型碳酸盐岩不含水时称重与简单长度及直径测量，无需加压饱和后称重，有效克服缝洞型碳酸盐岩表面缝洞部位水无法聚集，水漏水问题，实验精度高。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置示意图；
图2示出本发明实施例1中拟合得到的缝洞型碳酸盐岩标样孔隙度与密度关系曲线图；
图3示出本发明实施例1～实施例10得到的缝洞型碳酸盐岩孔隙度与波义尔方法得到的孔隙度的结果对比图；
其中，1-抽真空装置，101-第一阀门，2-中间容器，201-第二阀门，3-玻璃容器，4-ISCO泵，5-压力传感器，6-计算机。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
为解决现有岩心孔隙度测试方法对缝洞型碳酸盐岩适用性差的问题，本发明提供了一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，该装置无需夹持器即可测试缝洞型碳酸盐岩孔隙度，满足缝洞型碳酸盐岩孔隙度测试要求。
具体地，结合图1，本发明提供了一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，包括抽真空装置1、中间容器2、玻璃容器3和ISCO泵4；
其中，所述抽真空装置1的入口端连接所述中间容器2的出口端；
所述中间容器2的入口端连接所述玻璃容器3的出口端和所述ISCO泵4的出口端；
所述玻璃容器3用于盛装地层水；所述中间容器2用于盛装缝洞型碳酸盐岩标样；所述ISCO泵4用于给中间容器2加压；所述抽真空装置1用于对缝洞型碳酸盐岩标样抽真空。
进一步地，在本发明的一个优选实施方式中，所述缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置还压力传感器5和计算机6；其中，所述压力传感器5设于中间容器2的一端；所述计算机6与所述压力传感器5电连接；所述压力传感器5用于监测中间容器2压力；所述计算机6用于采集和处理数据。
进一步地，在本发明的一个优选实施方式中，所述中间容器的容积为至少1000mL。
进一步地，在本发明的一个优选实施方式中，所述抽真空装置1与所述中间容器2之间设有第一阀门101。
进一步地，在本发明的一个优选实施方式中，所述中间容器2与所述玻璃容器3之间设有第二阀门201。
进一步地，在本发明的一个优选实施方式中，所述抽真空装置1为真空泵。
作为本发明的另一方面，本发明还提出了一种使用上述装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，包括如下步骤：
1)标样选取与处理：取n个缝洞型碳酸盐岩标样，称重得到n个缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量，并测量其长度与直径，采用公式(I)计算n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度：
所述公式(I)中，
n表示整数，n≥10；
ρn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度，单位为g/cm3；
Ln表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的长度，单位为cm；
dn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的直径，单位为cm；
2)标样饱和地层水：对步骤1)中n个缝洞型碳酸盐岩标样进行饱和地层水，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量；
3)根据缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量与缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量，结合缝洞型碳酸盐岩标样直径与长度，采用公式(II)计算得到n个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度；
所述公式(II)中，
φn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度，单位为％；
mn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量，单位为g；
Ln表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的长度，单位为cm；
dn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的直径，单位为cm；
4)将n个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度数据和密度数据绘制成缝洞型碳酸盐岩孔隙度与密度关系曲线，建立孔隙度计算经验公式(III)，拟合得到该孔隙度计算经验公式中的a和b；
φ＝a-bρ (III)；
所述公式(III)中，
φ表示待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度，单位为％；
ρ表示待测缝洞型碳酸盐岩密度，单位为g/cm3；
a和b均表示缝洞型碳酸盐岩孔隙度与密度直线的拟合常数，无量纲；
5)取待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量，并测量其长度与直径，采用公式(I)计算待测缝洞型碳酸盐岩的密度，根据步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式(III)，计算得到待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度。
在本发明的一个优选实施方式中，步骤2)中标样饱和地层水具体包括如下步骤：将缝洞型碳酸盐岩标样置于中间容器中，采用抽真空装置对该缝洞型碳酸盐岩标样进行抽真空直至中间容器的压力至少降至-0.1MPa；通过负压抽取玻璃容器中的地层水，直至中间容器吸满位置；采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和至少24小时，取出饱和地层水后的缝洞型碳酸盐岩标样，进行称重，得到缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量；重复该步骤，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量。
在本发明的一个优选实施方式中，步骤2)中采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和的饱和压力为0.1～60MPa。本发明利用ISCO泵加压饱和，最大饱和压力可达60Mpa，可有效解决液体充分饱和问题。在具体操作中，饱和压力根据碳酸盐岩表压渗透率与大小确定，一般渗透率越小，体积越大，饱和压力越高。
在本发明的一个优选实施方式中，步骤2)中标样饱和地层水具体包括如下步骤：将缝洞型碳酸盐岩标样置于中间容器中，打开第一阀门，关闭第二阀门，采用抽真空装置对碳酸盐岩标样进行抽真空直至中间容器的压力降至-0.1Mpa，抽真空结束，关闭第一阀门，打开第二阀门，通过负压抽取玻璃容器中的地层水，直至中间容器吸满位置，关闭第二阀门，采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和至少24小时，取出饱和地层水后的缝洞型碳酸盐岩标样，进行称重，得到缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量；重复该步骤，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量。
下文将通过具体实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例1提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体包括如下步骤：
1)取36个缝洞型碳酸盐岩标样，称重得到36个缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量，并测量其长度与直径，根据公式(I)计算36个缝洞型碳酸盐岩标样的密度，结果列于表1；
2)将缝洞型碳酸盐岩标样放置于中间容器中，打开第一阀门，关闭第二阀门，采用抽真空装置对碳酸盐岩标样进行抽真空直至中间容器的压力降至-0.1MPa，抽真空结束，关闭第一阀门，打开第二阀门，利用负压向中间容器吸水，直至中间容器吸满位置，关闭第二阀门，采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和24小时，饱和压力根据碳酸盐岩表压渗透率与大小确定，最大为60MPa；取出饱和地层水后的缝洞型碳酸盐岩标样，进行称重，得到缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量；重复该步骤，得到36个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量；
3)根据缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量与缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量，结合缝洞型碳酸盐岩标样直径与长度，根据公式(II)计算得到36个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度，结果列于表1；
4)将步骤3)得到的36组缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度数据和步骤1)得到的36组缝洞型碳酸盐岩标样的密度数据，绘制成缝洞型碳酸盐岩孔隙度与密度关系曲线，如图2所示，根据图2直线拟合结果，孔隙度与密度相关性好，相关系数R2＝0.988，拟合得到孔隙度计算经验公式中的a为97.714，b为34.338，即φ＝97.714-34.338ρ；
5)取待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2192.8g，并测量其长度为10.05cm与直径为9.99cm，计算待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.79g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为1.91％，并将该结果列于表2和图3。
将本文方法与严格按照波义尔定律测试的孔隙度进行对比，如表2和图3所示，二者基本一致，验证本装置及方法的可靠性，本文简易装置及方法可满足缝洞型碳酸盐岩孔隙度测试要求。应当理解的是，波义尔定律测试方法为现有方法，本发明不再赘述。
表1缝洞型碳酸盐岩标样的密度和孔隙度
表2待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度结果对比
实施例2
本实施例2提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2153.5g，并测量其长度为9.72cm与直径为10.10cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.77g/cm3，根据步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为2.6％，并将该结果列于表2和图3。
实施例3
本实施例3提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2066.5g，并测量其长度为9.73cm与直径为9.97cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.72g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为4.31％，并将该结果列于表2和图3。
实施例4
本实施例4提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2118.9g，并测量其长度为9.70cm与直径为10.09cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.73g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为3.97％，并将该结果列于表2和图3。
实施例5
本实施例5提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为1991.9g，并测量其长度为9.51cm与直径为9.97cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.68g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为5.69％，并将该结果列于表2和图3。
实施例6
本实施例6提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2127.4g，并测量其长度为10.20cm与直径为10.00cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.66g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为6.37％，并将该结果列于表2和图3。
实施例7
本实施例7提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2063.8g，并测量其长度为10.05cm与直径为9.95cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.64g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为7.06％，并将该结果列于表2和图3。
实施例8
本实施例8提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2132.6g，并测量其长度为10.48cm与直径为9.93cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.63g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为7.41％，并将该结果列于表2和图3。
实施例9
本实施例9提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为2120.4g，并测量其长度为10.45cm与直径为9.96cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.61g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为8.09％，并将该结果列于表2和图3。
实施例10
本实施例10提供了一种使用如图1所示装置进行缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，具体步骤同实施例1，不同之处在于：步骤5)中取另一待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到该待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量为1935.5g，并测量其长度为9.56cm与直径为9.95cm，根据公式(I)计算该待测缝洞型碳酸盐岩的密度为2.61g/cm3，结合步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式φ＝97.714-34.338ρ，计算得到该待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度为8.09％，并将该结果列于表2和图3。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，其特征在于，所述缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置包括抽真空装置、中间容器、玻璃容器和ISCO泵；其中，
所述抽真空装置的入口端连接所述中间容器的出口端；
所述中间容器的入口端连接所述玻璃容器的出口端和所述ISCO泵的出口端。
2.根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，其特征在于，所述缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置还包括压力传感器和计算机；其中，
所述压力传感器设于中间容器的一端；
所述计算机与所述压力传感器电连接。
3.根据权利要求1或2所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，其特征在于，所述中间容器的容积为至少1000mL。
4.根据权利要求1或2所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，其特征在于，所述抽真空装置与所述中间容器之间设有第一阀门。
5.根据权利要求1或2所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，其特征在于，所述中间容器与所述玻璃容器之间设有第二阀门。
6.根据权利要求1或2所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，其特征在于，所述抽真空装置为真空泵。
7.一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，其特征在于，所述缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法使用如权利要求1～6任一项所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置，包括如下步骤：
1)标样选取与处理：取n个缝洞型碳酸盐岩标样，称重得到n个缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量，并测量其长度与直径，采用公式(I)计算n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度：
所述公式(I)中，
n表示整数，n≥10；
ρn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度，单位为g/cm3；
Ln表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的长度，单位为cm；
dn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的直径，单位为cm；
2)标样饱和地层水：对步骤1)中n个缝洞型碳酸盐岩标样进行饱和地层水，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量；
3)根据缝洞型碳酸盐岩标样不含水时重量与缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量，结合缝洞型碳酸盐岩标样直径与长度，采用公式(II)计算得到n个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度；
所述公式(II)中，
φn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的孔隙度，单位为％；
mn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量，单位为g；
Ln表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的长度，单位为cm；
dn表示第n个缝洞型碳酸盐岩标样的直径，单位为cm；
4)将n个缝洞型碳酸盐岩标样的密度数据和孔隙度数据绘制成缝洞型碳酸盐岩孔隙度与密度关系曲线，建立孔隙度计算经验公式(III)，拟合得到该孔隙度计算经验公式中的a和b；
φ＝a-bρ (III)；
所述公式(III)中，
φ表示待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度，单位为％；
ρ表示待测缝洞型碳酸盐岩密度，单位为g/cm3；
a和b均表示缝洞型碳酸盐岩孔隙度与密度直线的拟合常数，无量纲；
5)取待测缝洞型碳酸盐岩，称重得到待测缝洞型碳酸盐岩不含水时重量，并测量其长度与直径，采用公式(I)计算待测缝洞型碳酸盐岩的密度，根据步骤4)中已建立的孔隙度计算经验公式(III)，计算得到待测缝洞型碳酸盐岩孔隙度。
8.根据权利要求7所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，其特征在于，步骤2)中标样饱和地层水具体包括如下步骤：将缝洞型碳酸盐岩标样置于中间容器中，采用抽真空装置对该缝洞型碳酸盐岩标样进行抽真空直至中间容器的压力至少降至-0.1MPa；通过负压抽取玻璃容器中的地层水，直至中间容器吸满位置；采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和至少24小时，取出饱和地层水后的缝洞型碳酸盐岩标样，进行称重，得到缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量；重复该步骤，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量。
9.根据权利要求8所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，其特征在于，步骤2)中采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和的饱和压力为0.1～60MPa。
10.根据权利要求8或9所述的缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试的方法，其特征在于，步骤2)中标样饱和地层水具体包括如下步骤：将缝洞型碳酸盐岩标样置于中间容器中，打开第一阀门，关闭第二阀门，采用抽真空装置对碳酸盐岩标样进行抽真空直至中间容器的压力降至-0.1Mpa，抽真空结束，关闭第一阀门，打开第二阀门，通过负压抽取玻璃容器中的地层水，直至中间容器吸满位置，关闭第二阀门，采用ISCO泵对中间容器进行加压饱和至少24小时，取出饱和地层水后的缝洞型碳酸盐岩标样，进行称重，得到缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后重量；重复该步骤，得到n个缝洞型碳酸盐岩标样饱和地层水后的重量。
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| CN201910486705.1A CN112051197A (zh) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | 一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置及方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113219007A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种平桥地区龙马溪组页岩电学性质实验室测量方法 |
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| CN107622139A (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 裂缝渗透率的计算方法 |
| CN107655811A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-02 | 河海大学 | 一种测量低渗透岩石孔隙率的装置及方法 |
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2019
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