CN112213246A - 岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法 - Google Patents
岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112213246A CN112213246A CN202010916019.6A CN202010916019A CN112213246A CN 112213246 A CN112213246 A CN 112213246A CN 202010916019 A CN202010916019 A CN 202010916019A CN 112213246 A CN112213246 A CN 112213246A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rock
- water
- sample
- surface area
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000001788 irregular Effects 0.000 title claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 33
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 claims description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 16
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
- G01N24/08—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
- G01N24/082—Measurement of solid, liquid or gas content
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01N2015/0833—Pore surface area
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明属于物性分析检测技术领域，涉及岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法。所述的测量方法包括如下步骤：(1)样品处理；(2)测定待测岩石裂隙或孔隙吸附水的体积V2；(3)测定岩石粉末的表面积S1；(4)测定岩石粉末吸附水的体积V1；(5)不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积S2计算。利用本发明的岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，能够准确、快速、非破坏性的获得岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积。
Description
技术领域
本发明属于物性分析检测技术领域，涉及岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法。
背景技术
固体粉末比表面积的测量有多种方法，如BET法、Langmuir法等，而对于岩石中不规则天然贯通性裂隙的表面积是很难做到非破坏性测量的，目前没有岩石中不规则天然贯通性裂隙表面积测量方法的相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，以能够准确、快速、非破坏性的获得岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，所述的测量方法包括如下步骤：
(1)样品处理：使水通过待测岩石裂隙或孔隙样品，以将待测岩石裂隙或孔隙中不规则天然贯通性裂隙或孔隙水饱和，然后离心过滤除去裂隙或孔隙中的自由水，只留下吸附水；
(2)测定待测岩石裂隙或孔隙吸附水的体积V2：利用低场核磁共振技术测定步骤(1)所得样品吸附水的T2谱和含水率后计算出待测岩石裂隙或孔隙中吸附水的体积V2；
(3)测定岩石粉末的表面积S1：取一系列已知目数、已知质量和比表面积的已知岩石粉末样品，分别按与步骤(1)相同的方法处理后测定岩石粉末吸附水的T2谱，并与步骤(2)得到的待测岩石裂隙或孔隙的吸附水的T2谱进行比较，核实吸附水的谱峰位置并确定与待测岩石裂隙或孔隙的吸附水的T2谱相同的T2谱对应的已知岩石粉末样品，则该对应的已知岩石粉末样品的表面积即可算出为S1；
(4)测定岩石粉末吸附水的体积V1：将所述的对应的已知岩石粉末样品按与步骤(1)相同的方法处理后，利用低场核磁共振技术测定该样品含水率后计算出该样品吸附水的体积V1；
(5)不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积S2计算：用V1除以S1得到吸附水的膜厚度d，用V2除以d得到待测岩石裂隙或孔隙中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积S2。
在一种优选的实施方案中，本发明提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，其中步骤(1)中，利用柱塞泵或蠕动泵使水通过待测岩石裂隙或孔隙样品。
在一种优选的实施方案中，本发明提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，其中步骤(1)中，离心过滤的离心转速为1000-4200转/分钟，离心时间为10-100分钟。
在一种优选的实施方案中，本发明提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，其中步骤(2)与步骤(4)中，利用低场核磁共振技术测定样品吸附水的T2谱和含水率的方法是先利用低场核磁共振技术测定一系列含水率已知的标准物质的T2谱，得到含水率标准曲线，再利用低场核磁共振技术测定样品吸附水的T2谱，带入含水率标准曲线得到样品的含水率。
在一种更加优选的实施方案中，本发明提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，其中所述的一系列含水率已知的标准物质的体积百分比含水率分别为0％、1％、5％、10％、20％、30％。
在一种优选的实施方案中，本发明提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，其中步骤(3)中，所述的已知目数的范围为100-325目，所述的已知比表面积的范围为0.5-8m2/g。
在一种优选的实施方案中，本发明提供岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，其中步骤(3)与步骤(4)中，已知目数、已知质量和比表面积的已知岩石粉末样品在按与步骤(1)相同的方法处理时，通过样品的水与样品的体积比为10-6-10-1：1。
上述T2谱即横向弛豫时间谱。
本发明的有益效果在于，利用本发明的岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，能够准确、快速、非破坏性的获得岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积。
本发明的测量方法利用低场核磁共振技术准确测量岩石中天然裂隙的含水率和表面积，可以在不破坏天然裂隙的前提下快速准确地获得岩石中不规则天然贯通性裂隙的表面积，这对于研究天然裂隙对水中放射性核素的吸附阻滞能力具有重要的现实意义。
附图说明
图1为本发明的岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法的原理图。
图2为实施例1中步骤(2)所得T2谱。
图3为实施例1中步骤(4)所得T2谱。
图4为含水率标准曲线测定结果。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：
按照如下方法步骤测定岩石样品中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积S2：
(1)利用柱塞泵或蠕动泵使水通过待测岩石裂隙或孔隙样品(体积为311cm3)，以将待测岩石裂隙或孔隙中不规则天然贯通性裂隙水饱和，然后1000转/分离心过滤100分钟，以除去裂隙中的自由水，只留下吸附水。
(2)利用低场核磁共振技术测定步骤(1)所得样品吸附水的T2谱(见图2)和含水率(按体积百分比为0.1％)，计算出待测岩石裂隙或孔隙中吸附水的体积V2为0.311cm3。
(3)取一系列一定质量(20克)、已知目数(100-325目)、已知质量和比表面积(0.5-8m2/g)的已知岩石粉末样品，分别按与步骤(1)相同的方法处理后测定吸附水的T2谱，并与步骤(2)得到的待测岩石裂隙或孔隙的吸附水的T2谱进行比较，核实吸附水的谱峰位置并确定与待测岩石裂隙或孔隙的吸附水的T2谱完全相同的T2谱对应的已知岩石粉末样品，该对应的已知岩石粉末样品的表面积S1，为5.0×104cm2。
(4)将所述的对应的已知岩石粉末样品按与步骤(1)相同的方法处理后，利用低场核磁共振技术测定该样品含水率(按体积百分比为2％)后计算出该样品吸附水的体积V1，为0.2cm3。
(5)用V1除以S1得到吸附水的膜厚度d，为4×10-6cm。用V2除以d得到待测岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积S2，为7.8m2。
其中：
步骤(2)与步骤(4)中，利用低场核磁共振技术测定样品吸附水的T2谱和含水率的方法是先利用低场核磁共振技术测定一系列含水率已知的标准物质(体积比含水率分别为0％、1％、5％、10％、20％、30％)的T2谱，得到含水率标准曲线(如图4所示，R2＝0.9994，表明含水量与核磁共振信号幅值有明显的线性正相关关系)，再利用低场核磁共振技术测定样品吸附水的T2谱，带入含水率标准曲线得到样品的含水率。
步骤(3)与步骤(4)中，已知目数、已知质量和比表面积的已知岩石粉末样品在按与步骤(1)相同的方法处理时，样品表面吸附水与样品的体积比为0.02：1。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
Claims (7)
1.岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法，其特征在于，所述的测量方法包括如下步骤：
(1)样品处理：使水通过待测岩石裂隙或孔隙样品，以将待测岩石裂隙或孔隙中不规则天然贯通性裂隙或孔隙水饱和，然后离心过滤除去裂隙或孔隙中的自由水，只留下吸附水；
(2)测定待测岩石裂隙或孔隙吸附水的体积V2：利用低场核磁共振技术测定步骤(1)所得样品吸附水的T2谱和含水率后计算出待测岩石裂隙或孔隙中吸附水的体积V2；
(3)测定岩石粉末的表面积S1：取一系列已知目数、已知质量和比表面积的已知岩石粉末样品，分别按与步骤(1)相同的方法处理后测定岩石粉末吸附水的T2谱，并与步骤(2)得到的待测岩石裂隙或孔隙的吸附水的T2谱进行比较，核实吸附水的谱峰位置并确定与待测岩石裂隙或孔隙的吸附水的T2谱相同的T2谱对应的已知岩石粉末样品，则该对应的已知岩石粉末样品的表面积可以算出为S1；
(4)测定岩石粉末吸附水的体积V1：将所述的对应的已知岩石粉末样品按与步骤(1)相同的方法处理后，利用低场核磁共振技术测定该样品含水率后计算出该样品吸附水的体积V1；
(5)不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积S2计算：用V1除以S1得到吸附水的膜厚度d，用V2除以d得到待测岩石裂隙或孔隙中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积S2。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：步骤(1)中，利用柱塞泵或蠕动泵使水通过待测岩石裂隙或孔隙样品。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：步骤(1)中，离心过滤的离心转速为1000-4200转/分钟，离心时间为10-100分钟。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：步骤(2)与步骤(4)中，利用低场核磁共振技术测定样品吸附水的T2谱和含水率的方法是先利用低场核磁共振技术测定一系列含水率已知的标准物质的T2谱，得到含水率标准曲线，再利用低场核磁共振技术测定样品吸附水的T2谱，带入含水率标准曲线得到样品的含水率。
5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述的一系列含水率已知的标准物质的体积百分比含水率分别为0％、1％、5％、10％、20％、30％。
6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的已知目数的范围为100-325目，所述的已知比表面积的范围为0.5-8m2/g。
7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：步骤(3)与步骤(4)中，已知目数、已知质量和比表面积的已知岩石粉末样品在按与步骤(1)相同的方法处理时，通过样品的水与样品的体积比为10-6-10-1：1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010916019.6A CN112213246B (zh) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | 岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010916019.6A CN112213246B (zh) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | 岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112213246A true CN112213246A (zh) | 2021-01-12 |
| CN112213246B CN112213246B (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=74049837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010916019.6A Active CN112213246B (zh) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | 岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112213246B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102944571A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-02-27 | 中国地质大学（北京） | 一种测量煤中不同状态水分含量的方法 |
| CN105241913A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-01-13 | 西安石油大学 | 岩石微裂缝损伤变量的核磁共振定量分析方法 |
| CN106442600A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-02-22 | 中国石油大学(华东) | 页岩束缚水含量确定方法 |
| WO2017120567A1 (en) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | Northwestern University | System and method for producing high-resolution magnetic resonance relaxation parameter maps |
| CN107247064A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-10-13 | 江南大学 | 一种低场核磁无损检测大曲水分的分析方法 |
| CN108458960A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-28 | 中国石油大学(华东) | 一种富有机质泥页岩含氢组分、孔隙度及孔径的评价方法 |
| CN110398510A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-11-01 | 上海大学 | 一种基于核磁共振横向弛豫谱线的岩心油/水标定方法 |
| CN110687155A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 长安大学 | 一种土壤薄膜水厚度的测试方法 |
| CN111089770A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-01 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种土体弛豫率获取方法 |
| GB2581168A (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-12 | Siemens Healthcare Ltd | A method and apparatus for generating a T1-T2 map |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104075974A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-10-01 | 中国地质大学（北京） | 一种利用低场核磁共振精确测定页岩孔隙度的方法 |
-
2020
- 2020-09-03 CN CN202010916019.6A patent/CN112213246B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102944571A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-02-27 | 中国地质大学（北京） | 一种测量煤中不同状态水分含量的方法 |
| CN105241913A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-01-13 | 西安石油大学 | 岩石微裂缝损伤变量的核磁共振定量分析方法 |
| WO2017120567A1 (en) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | Northwestern University | System and method for producing high-resolution magnetic resonance relaxation parameter maps |
| CN106442600A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-02-22 | 中国石油大学(华东) | 页岩束缚水含量确定方法 |
| CN107247064A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-10-13 | 江南大学 | 一种低场核磁无损检测大曲水分的分析方法 |
| CN108458960A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-28 | 中国石油大学(华东) | 一种富有机质泥页岩含氢组分、孔隙度及孔径的评价方法 |
| GB2581168A (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-12 | Siemens Healthcare Ltd | A method and apparatus for generating a T1-T2 map |
| CN110398510A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-11-01 | 上海大学 | 一种基于核磁共振横向弛豫谱线的岩心油/水标定方法 |
| CN110687155A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-14 | 长安大学 | 一种土壤薄膜水厚度的测试方法 |
| CN111089770A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-01 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种土体弛豫率获取方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| V. LOSKUTOV ET AL.: "Dependence of the liquid transverse relaxation time T2 in porous media on fluid flow velocity", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER》 * |
| 田慧会等: "基于核磁共振技术的土体吸附水含量测试与分析", 《中国科学》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112213246B (zh) | 2021-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104697915A (zh) | 一种页岩微观孔隙大小及流体分布的分析方法 | |
| US20190178825A1 (en) | Absolute porosity and pore size determination of pore types in media with varying pore sizes | |
| CN109725016B (zh) | 一种用于含重油、沥青质岩心的核磁共振实验室测量方法 | |
| CN107727679A (zh) | 一种表征深层碳酸盐岩岩石物理学特征方法 | |
| CN105466830A (zh) | 储层砂岩孔隙喉道尺寸分布识别方法 | |
| US20240027379A1 (en) | Method for quantitative evaluation on sensitivity of shale oil and gas reservoir to injected fluids | |
| CN112213246B (zh) | 岩石中不规则天然贯通性裂隙或孔隙的表面积的测量方法 | |
| Cheng et al. | Determination of damping ratios for soils using bender element tests | |
| CN115078210B (zh) | 页岩孔隙结构测试方法 | |
| CN110174417A (zh) | 一种滤棒中三乙酸甘油酯的定量检测方法 | |
| CN104101553B (zh) | 非加热矿浆浓细度快速测定方法 | |
| CN105259089A (zh) | 一种鉴定木材品质的方法 | |
| CN108562640A (zh) | 一种漏磁信号增强结构 | |
| Green et al. | Oil/water imbibition and drainage capillary pressure determined by MRI on a wide sampling of rocks | |
| CN116183458A (zh) | 页岩油有效孔隙度测定方法 | |
| CN108267554B (zh) | 一种压裂返排液分析方法 | |
| CN106841269B (zh) | 一种利用核磁共振评价废弃钻井液固液分离的方法 | |
| CN112051197A (zh) | 一种缝洞型碳酸盐岩孔隙度简易测试装置及方法 | |
| CN105136899A (zh) | 一种鉴别不同厂家、不同地域所生产阿胶的方法 | |
| CN111595908A (zh) | 一种检测喷砂处理钢材表面所用磨料盐分含量的方法 | |
| CN117571970B (zh) | 一种识别砂岩质石窟水平方向强风化带的方法及设备 | |
| CN111795988B (zh) | 可动流体t2截止值测量方法及装置 | |
| RU2774101C1 (ru) | Способ дефектоскопии металлов по акустическим шумам | |
| CN203455030U (zh) | 一种空气质量检测装置 | |
| Le Bihan et al. | Quality Control of Porosity and Saturation Measurements on Source Rocks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |