[發明專利]一種利用礦物含量分計算泥巖熱導率的方法有效

申請號：	202010863231.0	申請日：	2020-08-25
公開（公告）號：	CN111948247B	公開（公告）日：	2023-03-14
發明（設計）人：	吳財芳;蔣秀明	申請（專利權）人：	中國礦業大學
主分類號：	G01N25/18	分類號：	G01N25/18;G01N15/08;G01N9/36;G01N23/207
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用礦物含量計算泥巖熱導率方法
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【說明書】：

一種利用礦物含量分計算泥巖熱導率的方法，利用已有的礦物數據預測計算泥巖的熱導率數值，避免了測量鉆孔樣品的熱導率數值，降低了大地熱流等研究工作中的研究經費；利用泥巖中礦物的體積含量百分數來計算泥巖的熱導率數值，避免了XRD實驗測出的重量百分比數據與傳統的熱導率預測模型的礦物含量不符合的現象；利用了泥巖的礦物熱導率熵值來計算泥巖的熱導率，避免了傳統計算方法造成的泥巖中礦物空間結構所造成的誤差。

技術領域

本發明涉及計算泥巖熱導率的技術領域，特別是涉及一種利用礦物含量分計算泥巖熱導率的方法。

背景技術

在研究煤礦區的地熱災害、開發地區的地熱資源的過程中，準確計算泥巖熱導率的情況對于后期巖石圈地熱、大地熱流、巖石傳導等的研究具有重要的意義。巖石的熱導率決定了巖石圈在熱量傳導過程中的傳遞效率和速度，是巖石熱力學性質中最重要的參數。但是，由于實驗室測量巖石的熱導率數值的方法存在一定的局限性，特別是對于鉆井巖屑樣品的實驗室熱導率測量，現在實驗儀器難以完成巖屑樣品的熱導率實驗室測量。因此，更多的巖石熱導率的數據獲取需要用其他的方式。

現在獲取泥巖熱導率的方法主要是利用實驗室測量的方法，主要是瞬態平面源、光學掃描法等測試方法和儀器來測試泥巖樣品的熱導率方法。對于難以獲取較為合適的泥巖樣品來進行實驗室的泥巖熱導率的測量時，常用的方法是利用組成泥巖的礦物學數據來預測泥巖的熱導率數值，常用的計算模型有幾何平均、調和平均、平方根平均、HS平均數等方法來預測泥巖的熱導率數值。但是，這些常用的數學方法的計算基礎是基于組成泥巖的礦物在泥巖中以規律性排列，并且在實驗獲取泥巖中的礦物數據時，泥巖中的礦物為原始的空間排布和幾何組合關系，但是，由于現代較為常用的實驗獲取泥巖中的礦物組分數據為地球化學的方法：泥巖的中礦物顆粒的空間布局被完全破壞了，所以，利用這些數學模型來計算泥巖的熱導率存在一定的誤差。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了用礦物組分計算泥巖熱導率的計算方法。

一種利用礦物含量分計算泥巖熱導率的方法，包括如下步驟：

步驟1，將采集到的泥巖樣品擦干凈，去除樣品表面的浮土雜質，避免水洗；

步驟2，對干凈的泥巖樣品進行真空干燥，干燥溫度為50℃，干燥時間需要超過24h，待樣品的重量不再發生變化為止；

步驟3，利用容量瓶法測試出樣品的視相對密度；

步驟4，通過阿基米德原理-氣體膨脹置換法，利用小分子直徑的惰性氣體氦在一定條件下的玻爾定律，計算得到樣品的真相對密度，并計算出泥巖樣品的孔隙度數；

步驟5，利用XRD測試出的泥巖中的礦物含量數據；

步驟6，通過計算將礦物組分含量的重量百分含量轉化為體積百分含量；

步驟7，定義泥巖的礦物熱導率熵這一參數用來求解泥巖的熱導率值；

步驟8，通過實驗實測數據擬合出泥巖的礦物熱導率熵值與泥巖的熱導率之間的多元線性關系的參數，計算泥巖的基質熱導率數值；

步驟9，對計算出來的基質熱導率數據進行孔隙度校正，得到最終的泥巖熱導率。