[發明專利]一種測量泥頁巖總孔隙度的方法

有效

• 申請號: 201210476891.9
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN103018147A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 陳方文;盧雙舫;薛海濤;李吉君;王民;黃文彪;王偉明;肖佃師
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 李玉明

技術領域

本發明涉及石油、地質、礦業勘探開發技術領域，特別涉及一種在實驗室進行泥頁巖測定，是一種測量泥頁巖總孔隙度的方法。

背景技術

在對頁巖油氣的勘探開發過程中，總孔隙度是計算頁巖油、頁巖氣資源量和制定開采方案的關鍵參數之一。頁巖油和頁巖氣儲層的總孔隙度直接影響頁巖油、頁巖氣的資源量，并用于評價頁巖油、頁巖氣井的生產周期。頁巖油和頁巖氣的源巖層和儲層為同一套泥頁巖，泥頁巖中相當大的一部分孔隙是互不連通的，即“死孔隙”。這部分互不連通的孔隙中附存的油氣經過壓裂改造是可供開采的，因此需要對頁巖油氣儲層的總孔隙度進行測量，以便于對頁巖油氣的資源量進行計算，和頁巖油氣井的生產周期進行評估。目前，測量巖石孔隙的基本方法包括：氣體法、液體法。氣體法是將巖石樣品放入密閉裝置，向裝置中充入高壓氣體，根據波義爾定律求取巖石孔隙度；液體法是將巖石樣品抽真空飽和煤油（或者飽和酒精），利用巖石樣品飽和煤油前后的重量差求取孔隙度。但這些方法均只能測量巖石中相互連通的孔隙，而無法測量互不連通孔隙的大小，即只能測量有效孔隙度，無法測量總孔隙度。因此，用測量巖石孔隙的基本方法對頁巖油氣儲層進行評價會使孔隙度值偏小，不能真實反映頁巖儲層的總孔隙度，進而影響頁巖油氣資源量計算和頁巖油氣井的生產周期評估。

本領域技術人員常用浸沒法測量泥頁巖樣品的視體積。對于不溶于水也不吸水的形狀不規則的樣品可以用浸沒法測量其體積。將待測樣品全部浸沒入在水中，兩次讀數的體積差是樣品的視體積。對于吸水的泥頁巖樣品可以用細粉末（如粉砂、面粉等）代替水采用浸沒法測量其視體積。

通過專利檢索，中國專利，201110155601已公布的發明專利申請《泥頁巖孔隙度測定方法》（申請公布號：CN?102252948A）在原理上存在較大缺陷：認為泥頁巖粉碎前和粉碎后的密度相同，用粉碎后的樣品質量M₁與粉碎前密度ρ_b的比值求取粉碎前的體積。在泥頁巖粉碎過程中（粉碎至粒度小于樣品最小非連通孔隙，相當于納米級別的顆粒大小）會產生大量熱，使泥頁巖中水、油等流體因加熱而變為氣態從粉碎樣品中排出，這樣粉碎前和粉碎后泥頁巖樣品的密度是發生變化的。這樣所計算出的泥頁巖孔隙度是存在偏差的。為此，本發明采用封閉裝置利用循環液（可起到降溫、循環的作用）對泥頁巖樣品進行循環粉碎，通過粉碎前和粉碎后的體積變化求取泥頁巖孔隙度具有更高的精度。

發明內容

本發明的目的是：提供一種測量泥頁巖總孔隙度的方法，實現對泥頁巖總孔隙度的精確測量。克服現有技術、方法難以準確測量泥頁巖的總孔隙度的不足。本發明的另一個目的是：提供了一種測量泥頁巖總孔隙度的裝置，用來實現測量泥頁巖總孔隙度的方法。

本發明采用的技術方案是：測量泥頁巖總孔隙度的方法，其特征在于：

步驟1：用浸沒法或游標卡尺測量泥頁巖樣品的視體積，記錄視體積V₁，視體積的單位是cm³；

步驟2：將上述的同一份泥頁巖樣品粉碎到100～200目；

步驟3：將上述粉碎的泥頁巖樣品在60～80℃溫度下進行烘干處理，烘干時間為24～48小時，除去泥頁巖樣品中的水和烴類；

步驟4：將上述烘干的泥頁巖樣品與輔助液混合在一起進行循環粉碎，將泥頁巖樣品循環粉碎至直徑100～1000nm的細微顆粒；并計量消耗輔助液體積V₂，消耗輔助液體積V₂的單位是mL；

步驟5：測量輔助液和泥頁巖樣品細微顆粒的混合液體總體積V₃，測量輔助液和泥頁巖樣品細微顆粒的混合液體總體積V₃的單位是mL；

步驟6：根據以下公式計算泥頁巖樣品的總孔隙度Φ，泥頁巖樣品的總孔隙度Φ的單位是%：

φ=(V₁-(V₃-V₂))/V₁×100%

當泥頁巖樣品形狀規則的圓柱體時，利用游標卡尺測量泥頁巖樣品直徑和高度再求取泥頁巖樣品視體積；當泥頁巖樣品形狀為非圓柱體時，用浸沒法測量泥頁巖樣品的視體積。

輔助液可以是酒精、煤油、蒸餾水等。

計量消耗輔助液體積V₂。在將輔助液加入循環粉碎裝置前用高精度量筒（高精度量筒專利公開號：CN202420600U）測量倒入輔助液的體積，該體積即為所消耗輔助液體積V₂，測量體積精確到0.01mL。