[發明專利]一種等溫吸附儀中測試巖石樣品比表面的裝置及方法

有效

• 申請號: 201310185423.0
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103424333A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 孟祥豪;萬友利
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01N7/04
• 分類號: G01N7/04;G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種等溫吸附儀中測試巖石樣品比表面的裝置及制備方法，屬于油氣勘探與開發及實驗室測試領域。?

背景技術

隨著國民經濟的高速發展，對能源的依存度越來越高，在陸上發現大—中型常規油氣田的可能性也越來越小，油氣資源勘探重點也正朝著海洋油氣戰略資源及非常規油氣藏方向轉移，作為非常規油氣資源勘探第一梯隊的致密砂巖儲層和第二梯隊的頁巖氣、煤層氣也成為石油地質學家和石油開發專家們的新焦點，在進行非常規油氣資源勘探與開發過程中，受到地質認識理論水平、測試技術與方法以及開發技術手段等多方面因素共同制約，相對于常規油氣藏來說，非常規油氣藏具有地質條件更復雜、勘探難度更大、影響因素更多的特點，特別是在非常規儲集巖中的孔隙類型及分布比常規儲集巖中要更為細小的多，儲集空間主要為微孔和介孔，造成采用常規壓汞或恒速壓汞測試時無法準確反應孔隙結構，但隨著等溫吸附方法反映巖石比表面及孔徑分布的發展，采用等溫吸附能更真實還原地層條件下巖石的孔隙結構。?

在海洋油氣資源及非常規勘探開發過程中，巖心資料的獲取更為困難，使得僅有的取芯資料也越發顯得珍貴，實驗室測試時應充分使用這些取芯資料。現有的等溫吸附儀測試巖石比表面和分析孔徑分布時，首先要將巖石樣品粉碎成粉末，在粉碎過程中，一方面粉碎后的粉末會增大巖石表面的孔徑分布概率，這樣對比表面的誤差影響較大；另一方面粉碎過程中的機械動力作用會改變煤巖、泥頁巖等可塑性程度較高的巖石孔隙結構，實驗分析的孔徑分布結果也將失真；此外，在測試完后原有測試裝置中的粉末將被廢棄，這造成對珍貴的巖心材料使用方面的浪費，同時因為測試其他的巖石物理性質需要再重新取樣，將不利于同一塊樣品各項巖石物理性質的對比。?

正確認識非常規油氣藏儲層中的巖石比表面及孔徑分布特征，是進行儲層評價、準確評估油氣藏地質資源量的基礎，并為開發過程中制定可行的開發方案提供可靠地質依據。基于上述多種因素的共同制約，實驗室條件下測試分析非常規或常規油氣藏儲集巖比表面及孔徑分布特征時，應充分使用每一份珍貴的巖心資料，根據樣品自身的巖性特征，盡可能降低各種影響因素，準確獲取儲集體各種物理、化學性質，并能夠更為直觀的進行對比。?

發明內容

本發明是根據當前進行海洋油氣資源及非常規油氣藏勘探開發過程中，用于測試巖石比表面及孔徑分布特征的等溫吸附儀中裝載樣品裝置只能裝粉末及碎樣的缺陷，提供一種既能裝粉末及碎樣，又能裝柱狀巖心樣品的裝置，其特點是（發明內容）針對比表面、孔徑分布測試樣品的裝置能夠承受-196~600℃溫度范圍且容納直徑Φ25mm，高度大于30mm巖心柱子裝置，提供一種操作簡單便捷，又能使測量值更加準確可靠裝置，同時能夠保證樣品在測試完成后可以用于其它方面研究測試，改造投入成本低，實驗室操作方便、快捷，巖心取芯樣品利用率高，數據結果更加真實可靠，與各種巖石物理、化學性質以及儲層四性（巖性、電性、物性、含油氣性）對比更加直觀（（見附圖1樣品裝置、附圖2）。?

本發明者在實驗室分析研究非常規油氣儲層巖石比表面和孔徑分布及實驗結果時發現，對于孔隙度較高、孔隙半徑較大的樣品測試其比表面和孔徑分布時，粉碎成粉末的樣品與塊狀樣品在測試時結果區別不大，但在研究非常規油、氣藏儲層巖石時，煤巖儲層和泥頁巖儲層的孔隙結構受粉碎的機械擾動影響較大，而在致密砂巖儲層中，特別是在封閉體系成巖系統條件下1個單位的長石蝕變成0.66個單位的高嶺石和0.33個單位的石英，雖然對樣品總孔隙度的影響不大，但孔隙半徑則由之前較大的粒間孔變為微孔隙，這類巖石在粉碎時也會因機械粉碎作業過程改變微孔的孔隙結構，與巖石地層真實性相差甚遠，甚至出現錯誤的結論，誤判了儲層孔隙結構，致使非常規能源勘探和開發失敗，帶來了巨大損失，阻礙了國家非常規能源勘探和開發步伐。?

本發明的目的通過以下技術進行改造，其中所述裝置材質除特殊說明外，均為石英質材料，長度單位均為mm。?

1.?裝置及規格?

（1）用于盛放測試樣品的裝置（附圖1、附圖2）主要包括三部分，樣品盛放裝置（附圖1中的二和附圖2中的五）、對接樣品盛放樣品裝置和等溫吸附儀的裝置（附圖1中的一和附圖2中的四）、以及固定裝置（附圖1中的三和附圖2中六）。在附圖1中，將樣品置入裝置二中，與裝置一對接，接口處用裝置三進行加固，裝置一和裝置二對接處采用磨砂面接觸并涂抹密封油進行密封，在測試過程中抽真空狀態達到1Pa時，足以滿足使用要求；同樣在附圖2中裝置五中置入測試樣品后與裝置四對接，用裝置六在接口處加固，裝置四與裝置五對接處采用附圖1中的密封工藝。