[發明專利]一種巖石不同含水條件下氣體吸附等溫線測試分析方法

有效

• 申請號: 202011442648.6
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112504904B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 江文濱;林緬;姬莉莉;曹高輝;周羈;徐志朋
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02;G01N7/04
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 焦海峰

1.一種巖石不同含水條件下氣體吸附等溫線測試分析方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)依次將待測樣品干燥、吸水飽和、裝入樣品池并稱重；

(2)進行第i個含水飽和度的吸附等溫線測試，依據測試前后的質量變化校正死體積，計算得到校正后的吸附等溫線I_i；

(3)判斷是否完成所有含水飽和度的吸附等溫線測試，未完成的話，則i＝i+1，進入下一個含水飽和度的吸附等溫線測試，重復步驟(2)；已完成的話則繼續；

(4)將樣品及樣品池置于烘箱中烘干，記錄質量為m7；

(5)對各個含水飽和度點計算含水飽和度值；

(6)樣品池重新裝入儀器，抽真空一定時間后采用氦氣進行死體積測試，抽真空一定時間后，開始進行等溫吸附測試，獲得不同平衡壓力的氣體吸附量；

(7)對干燥樣品池進行稱重，記為m3，采用干燥樣品質量(m7-m3)替代不同含水條件下的樣品質量重新計算單位質量樣品的吸附等溫線I_i，統計最大吸附量max(I_i)隨含水飽和度Sw_i下降的曲線；

所述步驟(2)具體如下步驟：

(1)將裝有樣品的樣品池裝入儀器，抽真空一定時間后采用氦氣進行死體積測試，記為V_d1i，取出擦除樣品池表面的恒溫循環用液體后稱重，記為m5i；

(2)樣品池重新裝入儀器，抽真空一定時間后，開始進行等溫吸附測試，獲得不同平衡壓力的氣體吸附量；

(3)測試完成后取出并擦除樣品池表面液體后稱重，記為m6i；

(4)計算得到新的死體積V_d2i＝V_d1i+(m5i-m6i)/ρ_H2O，ρ_H2O為水密度，將該死體積替代V_d1i，重新計算不同平衡壓力下的氣體吸附量，得到校正后的吸附等溫線I_i；

(5)放置一段時間，待樣品內高壓甲烷完全釋放。

2.根據權利要求1所述一種巖石不同含水條件下氣體吸附等溫線測試分析方法，其特征在于，所述步驟(1)具體如下步驟：

(1)將樣品進行烘干去除樣品中的水分，放入質量為m0的燒杯中，進行稱重，記為m1；

(2)將裝有樣品的燒杯放置于加入去離子水的干燥皿中，間隔一定時間t對燒杯進行稱重，記為m2(t)，直至燒杯質量基本不變，樣品吸水飽和；

(3)對干燥樣品池進行稱重，記為m3；向樣品池中添加吸水飽和后的樣品，再次稱重，記為m4。

3.根據權利要求1所述一種巖石不同含水條件下氣體吸附等溫線測試分析方法，其特征在于，所述步驟(5)中對各個含水飽和度點計算含水飽和度值的計算公式為：

Sw_i＝(m6i-m7)/((m7-m3)/ρ_bulk×Φ)

其中，m6i為第i個含水飽和度的吸附等溫線測試完成后取出樣品池擦除表面液體的樣品池質量；ρ_bulk為樣品的塊體密度，Φ為顆粒樣品的孔隙度，質量單位為g，密度單位為g/cm³。