一种岩样总体积变密度测定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种岩样总体积变密度测定装置及方法，属于油气地质勘探开发领域。所述岩样总体积变密度测定装置包括磁极(1)、磁流体槽(2)和样品盘(4)；所述磁极(1)包括N极和S极；所述磁流体槽(2)设置在磁极(1)的N极和S极之间；在所述磁流体槽(2)内装有磁流体(3)，通过外加电磁场的作用能够控制调节磁流体(3)的表观密度；所述样品盘(4)设置在磁流体槽(2)内，并与设置在磁流体槽(2)外的岩样称重仪表(6)连接。本发明专利技术利用磁流体密度可变性，实现了岩样总体积的快速测定，优化了岩样孔隙度测定方法，缩短了分析周期，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，属于油气地质勘探开发领域。所述岩样总体积变密度测定装置包括磁极(1)、磁流体槽(2)和样品盘(4)；所述磁极(1)包括N极和S极；所述磁流体槽(2)设置在磁极(1)的N极和S极之间；在所述磁流体槽(2)内装有磁流体(3)，通过外加电磁场的作用能够控制调节磁流体(3)的表观密度；所述样品盘(4)设置在磁流体槽(2)内，并与设置在磁流体槽(2)外的岩样称重仪表(6)连接。本专利技术利用磁流体密度可变性，实现了岩样总体积的快速测定，优化了岩样孔隙度测定方法，缩短了分析周期，提高了工作效率。【专利说明】
本专利技术属于油气地质勘探开发领域，具体涉及一种岩样总体积变密度测定装置及 方法。
技术介绍
岩样总体积的测定，是岩样孔隙度测定的重要环节。现有岩样总体积测定方法主 要有以下几种。 (1)浮力法 在岩样烘干的基础上，用水（或煤油）浸泡待测岩样，在常温、常压条件下，水（或 煤油）不再进入岩样时，称取岩样在水（或煤油）中的重量，并测定水（或煤油）的比重。 将岩样从水（或煤油）中取出，擦除岩样表面的水（或煤油），称取浸泡后岩样在空气中的 重量，岩样在空气中和在水（或煤油）重量的差值，即岩样所受到的浮力，除以水（或煤油） 的比重，就可以得到岩样在水（或煤油）中所排开的体积，即岩样的总体积。 (2)气体法 黄福堂等1995年公开了一种气体法，总体积测定：岩心夹持器内有橡胶衬套，每 次测量样品时，以抽真空的方法，使橡胶衬套贴紧岩样，尽量接近真实。用以波-马定律为 基础的气体平衡法，测量出岩样和橡胶衬套的体积，再减去橡胶衬套的体积，就可以得到岩 样的总体积。李先鹏提出了一种基于气体法的岩样总体积测定方法，将岩样完全饱和液体 后，擦去岩样表面多余的液体，置入岩样室中，关闭测量阀，开启气源阀，测定初始压力P1 ; 再关闭放空阀，打开测量阀，测定出平衡压力P2,由公式计算岩样的总体积。 (3)丈量法 当待测岩样为规则的圆柱状时，通过测量圆柱的直径和高度，按圆柱体体积计算 公式计算岩样的体积。 此外，沈亚光（2001)撰文强调，核磁共振型孔渗分析仪在测定岩屑的孔渗参数 时，需要岩屑的体积参与计算。以前使用手动微升计加上双目显微镜，完全依赖操作员来测 定岩屑体积，易受人为因素影响。研制了数字自动滴定仪及与其配套的液位传感器，使岩屑 体积测定过程实现了自动化。其原理是：假设空试管中有高度为h的液体，其体积为Vi，同 一支试管放入岩屑后，再注入液体至高度h，液体体积为V 2，则岩屑体积为V = Vi_V2。液体 高度用液位传感器控制，注入液体以数字自动滴定仪控制。 随着油气勘探领域的扩大和研究工作的深入，岩样总体积测量的对象发生了很大 变化，泥岩、泥页岩、页岩等岩样的测试工作量越来越大。这些岩样具有一些特殊的性质，一 是由于具有脆性强、页理发育等特点，取样过程中经常发生破裂，取得规则圆柱状样品的难 度大，成功率低；二是取得的非圆柱状岩样表面极不平整，形态复杂多样，既有尖锐的棱角， 又有深陷凹坑。如果进一步用砂纸等进行处理时，容易再次破碎。因此，在实际操作过程中， 通常大多保持岩样原状。与泥岩、泥页岩和页岩的这些特点相比，现有岩样总体积测定技术 存在以下不足： toon] ①取得规则圆柱状岩样困难，使丈量法的应用受到限制； ②在浮力法中，在称取液体浸泡后岩样在空气中的重量时，要擦除岩样表面的水 (或煤油），在此过程中，由于岩样表面形态复杂，擦除到什么程度？怎样擦除合理？因此 受人为因素影响很大。同时存在操作环节多、操作过程烦琐的不足。 ③就气体法而言，黄福堂等提出的总体积测定方法中，由于岩样表面形态复杂，岩 心夹持器内橡胶衬套存在有死角而不能贴紧岩样的风险，而使岩样的总体积偏大，降低孔 隙度的测定精度，不适合碎屑状岩样测试。 ④李先鹏提出的方法，存在人工擦除岩样表面液体的环节，难免产生人为误差。 ⑤沈亚光提出的方法中，其关键是以液位传感器控制液体滴定，"液滴"的大小对 测定精度存在一定的影响，同时，没有考虑岩屑为多孔材料，会有一些水进入到孔隙系统 中，从而造成误差。 ⑥现有碎屑状岩样总体积测定误差较大，精度难以控制。 此外，在非常规油气勘探领域，特别是页岩油气勘探开发过程中，钻井过程中取心 的数量少，往往难以获得块状岩心样品，而大量的岩屑样品又无法进行岩样孔隙度的测试， 不能满足研究评价工作的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种岩样总体积变密度 测定装置及方法，将实验室岩样孔隙度测试由块状扩展到碎屑状，提升测试能力和水平，以 满足泥岩、泥页岩和页岩等岩样孔隙度测定的需要，其受人为因素影响小、操作环节少、动 用设备少、简便快速。 本专利技术是通过以下技术方案实现的： 一种岩样总体积变密度测定装置，包括磁极1、磁流体槽2和样品盘4 ; 所述磁极1包括N极和S极；所述磁流体槽2设置在磁极1的N极和S极之间； 在所述磁流体槽2内装有磁流体3,通过外加电磁场的作用能够控制调节磁流体3 的表观密度； 所述样品盘4设置在磁流体槽2内，并与设置在磁流体槽2外的岩样称重仪表6 连接。 所述岩样总体积变密度测定装置进一步包括可调电源7和计算机或单片机； 所述磁极1的N极和S极分别与可调电源7连接，通过计算机或单片机控制可调 电源7使磁流体3的表观密度达到设计值； 所述岩样称重仪表6与计算机或单片机连接；所述计算机或单片机用于电源控 制、重量数据采集和总体积计算。 所述磁流体槽2是采用非磁性材料制成的。 所述样品盘4用于盛装岩样，是采用非磁性材料制成的。 所述样品盘4通过悬挂绳5与岩样称重仪表6连接。 所述悬挂绳5是采用非磁性材料制成的。 一种所述岩样总体积变密度测定装置的使用方法，包括以下步骤： (1)对岩样进行处理； (2)将处理后的岩样放入磁流体中浸泡，此时磁流体的密度为D1，是已知的； (3)将岩样放到样品盘中，将样品盘放到磁流体槽中，并保持样品及样品盘被磁流 体浸没的状态，且放入的深度值固定；磁流体槽中盛有与步骤（2)中相同的磁流体； (4)利用岩样称重仪表测定此时岩样的重量，记为匕； (5)调节可调电源使磁流体的表观密度达到设计值D2 ; (6)利用岩样称重仪表测定此时岩样的重量，记为G2 ; (7)计算机或单片机利用下式计算得到岩样的总体积V : V = (GfGj AD「D2)。 所述步骤⑴具体如下： 首先将岩样烘干，然后将岩样放入干燥器中，冷却至室温。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： (1)利用磁流体密度可变性，实现了岩样总体积的快速测定，优化了岩样孔隙度测 定方法，缩短了分析周期，提高了工作效率； (2)利用本专利技术对岩样的外形没有特殊要求，对于泥岩、泥页岩和页岩等各类岩性 样品具有广泛的适用性； (3)利用本专利技术规避了人工擦除岩样表面液体的环节，避免了人为误差的产生，提 高岩样总体积测试精度； (4)利用本专利技术可以对碎屑状岩样（岩屑）进行总体积测试，使岩样孔隙度测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩样总体积变密度测定装置，其特征在于：所述岩样总体积变密度测定装置包括磁极(1)、磁流体槽(2)和样品盘(4)；所述磁极(1)包括N极和S极；所述磁流体槽(2)设置在磁极(1)的N极和S极之间；在所述磁流体槽(2)内装有磁流体(3)，通过外加电磁场的作用能够控制调节磁流体(3)的表观密度；所述样品盘(4)设置在磁流体槽(2)内，并与设置在磁流体槽(2)外的岩样称重仪表(6)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍云杰，黎茂稳，李志明，腾格尔，鲍芳，徐二社，曹婷婷，杨振恒，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11