一种岩石样品物理模量光学测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种岩石样品物理模量光学测量装置及方法，所述装置包括：高温高压仓，其内设置有声波震源及岩石样品夹持器，所述岩石样品夹持器上夹持有岩石样品；压力控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的压力下；加热控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的温度下；第一光纤光栅传感器，位于所述高温高压仓内，粘附于岩石样品上；光纤光栅光谱解调仪，位于所述高温高压仓外，并连接所述第一光纤光栅传感器，用于在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数。其构造简单，易搭建，方便维护，实现了光纤光栅传感器测量岩石物理性质。

【技术实现步骤摘要】
一种岩石样品物理模量光学测量装置及方法
本专利技术涉及石油勘探
，尤其涉及一种岩石样品物理模量光学测量装置及方法。
技术介绍
岩石物理性质的实验室测量是地球物理应用研究中的一项基础性研究工作。由于地下岩石的复杂性，一般认为，岩石的岩石物理性质是随频率而变化的，在实验室中准确测定现场应用频率段内的岩石物理性质对利用地震勘探和声波测井资料来认识地下岩石的性质，研究地震相和测井相随频率的变化特征等都具有重要的意义。国内外在岩石物理的实验测量方面有几类重要的方法。第一类为超声传输法；该方法在岩石的弹性性质测量中应用广泛，但在实验室条件下，岩心的尺寸有限（厘米级），为保证该尺寸比声波波长大几倍，超声法测量只能进行高频测量（MHz数量级）。然而，实验室高频（MHz）条件下岩石物理性质的测试结果直接应用到地震勘探与测井频带（10Hz—10kHz）的数据处理与资料解释是否合适,一直是困扰地球物理界的一个重要问题。第二类为共振棒法；共振棒法是可操作在千赫兹量级的低频测试技术。其测量原理是对形状规则的长圆柱形或长管状岩石样品施以一系列频率不同的正弦振动以使岩棒发生振荡变形，通过观测岩石的共振峰的频率和峰的宽度，来估算岩样的各种模量和岩样的Q值。然而，为了能够测量到低频弹性性质，此方法所需的岩样为长达数十厘米的杆状岩石，样品加工异常困难。第三类为应力—应变法；该法也是一类重要的低频测量技术，其基本原理是在岩石样品的表面贴附应变片直接记录施加在岩石样品上的受迫变形而获得地震频段内岩石物理性质的。到现在为止还没有发现用光学方法测量储层条件下岩石的应变或纵横波波速等性质装置的报道。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种岩石样品物理模量光学测量装置及方法，以提供一种岩石样品物理模量光学测量方案。一方面，本专利技术实施例提供了一种岩石样品物理模量光学测量装置，所述岩石样品物理模量光学测量装置包括：高温高压仓，其内设置有声波震源及岩石样品夹持器，所述岩石样品夹持器上夹持有岩石样品；压力控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的压力下；加热控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的温度下；第一光纤光栅传感器，位于所述高温高压仓内，粘附于岩石样品上；光纤光栅光谱解调仪，位于所述高温高压仓外，并连接所述第一光纤光栅传感器，用于在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数。优选的，在本专利技术一实施例中，所述高温高压仓上还具有玻璃窗，所述玻璃窗采用法兰加聚四氟乙烯胶圈密封；所述玻璃窗包括石英玻璃窗，厚度为1-10cm；所述岩石样品物理模量光学测量装置还包括：便携式激光测振仪，用于放置于所述高温高压仓的玻璃窗外，测量所述岩石样品的振幅和加速度。优选的，在本专利技术一实施例中，所述岩石样品物理模量光学测量装置还包括：第二光纤光栅传感器，位于所述高温高压仓内，未粘附于所述岩石样品上；光纤光栅光谱解调仪，还连接所述第二光纤光栅传感器，用于在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器和所述第二光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数。优选的，在本专利技术一实施例中，所述高温高压仓采用不锈钢材质；所述声波振源包括1-6000Hz的声波振源；所述预置的压力为0.1MP-20MPa；所述预置的温度为25℃-120℃；所述岩石样品至少为如下的一种：砂岩岩石样品、油页岩岩石样品、泥岩岩石样品。优选的，在本专利技术一实施例中，所述压力控制系统包括活塞泵升压系统；所述加热控制系统包括：电炉丝加热装置，设置于所述高温高压仓内；控温柜，设置于所述高温高压仓外，并连接所述电炉丝加热装置。另一方面，本专利技术实施例提供了一种岩石样品物理模量光学测量方法，所述岩石样品物理模量光学测量方法包括：将声波震源及岩石样品夹持器设置于高温高压仓内，所述岩石样品夹持器上夹持有岩石样品；将第一光纤光栅传感器设置于所述高温高压仓内，粘附于岩石样品上；利用压力控制系统将所述高温高压仓加压到预置的压力下，并利用加热控制系统将所述高温高压仓加压到预置的温度下；将光纤光栅光谱解调仪设置于所述高温高压仓外，并连接所述第一光纤光栅传感器；在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数。优选的，在本专利技术一实施例中，所述岩石样品物理模量光学测量方法还包括：在所述高温高压仓上设置玻璃窗，所述玻璃窗采用法兰加聚四氟乙烯胶圈密封；所述玻璃窗包括石英玻璃窗，厚度为1-10cm；将便携式激光测振仪放置于所述高温高压仓的玻璃窗外，测量所述岩石样品的振幅和加速度。优选的，在本专利技术一实施例中，所述岩石样品物理模量光学测量方法还包括：将第二光纤光栅传感器设置于所述高温高压仓内，未粘附于所述岩石样品上；将所述光纤光栅光谱解调仪连接所述第二光纤光栅传感器，用于在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器和所述第二光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数。优选的，在本专利技术一实施例中，所述高温高压仓采用不锈钢材质；所述声波振源包括1-6000Hz的声波振源；所述预置的压力为0.1MP-20MPa；所述预置的温度为25℃-120℃；所述岩石样品至少为如下的一种：砂岩岩石样品、油页岩岩石样品、泥岩岩石样品。优选的，在本专利技术一实施例中，所述压力控制系统包括活塞泵升压系统；所述加热控制系统包括：电炉丝加热装置，设置于所述高温高压仓内；控温柜，设置于所述高温高压仓外，并连接所述电炉丝加热装置。上述技术方案具有如下有益效果：因为采用所述岩石样品物理模量光学测量装置包括：高温高压仓，其内设置有声波震源及岩石样品夹持器，所述岩石样品夹持器上夹持有岩石样品；压力控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的压力下；加热控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的温度下；第一光纤光栅传感器，位于所述高温高压仓内，粘附于岩石样品上；光纤光栅光谱解调仪，位于所述高温高压仓外，并连接所述第一光纤光栅传感器，用于在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数的技术手段，所以达到了如下的技术效果：提供了一种光学方法测量储层条件下岩石的应变等性质的装置，构造简单，易搭建，方便维护，实现了光纤光栅传感器测量岩石物理性质。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一种岩石样品物理模量光学测量装置结构示意图；图2为本专利技术实施例一种岩石样品物理模量光学测量方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩石样品物理模量光学测量装置，其特征在于，所述岩石样品物理模量光学测量装置包括：高温高压仓，其内设置有声波震源及岩石样品夹持器，所述岩石样品夹持器上夹持有岩石样品；压力控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的压力下；加热控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的温度下；第一光纤光栅传感器，位于所述高温高压仓内，粘附于岩石样品上；光纤光栅光谱解调仪，位于所述高温高压仓外，并连接所述第一光纤光栅传感器，用于在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数。

【技术特征摘要】
1.一种岩石样品物理模量光学测量装置，其特征在于，所述岩石样品物理模量光学测量装置包括：高温高压仓，其内设置有声波震源及岩石样品夹持器，所述岩石样品夹持器上夹持有岩石样品，其中，所述声波震源为1-6000Hz的声波震源；压力控制系统，用于将所述高温高压仓加压到预置的压力下；加热控制系统，用于将所述高温高压仓加热到预置的温度下；第一光纤光栅传感器，位于所述高温高压仓内，粘附于岩石样品上；第二光纤光栅传感器，位于所述高温高压仓内，未粘附于所述岩石样品上；光纤光栅光谱解调仪，位于所述高温高压仓外，并连接所述第一光纤光栅传感器和第二光纤光栅传感器，用于在开启所述声波震源带动所述岩石样品震动后，通过所述第一光纤光栅传感器和第二光纤光栅传感器，测量在所述预置的压力和所述预置的温度下所述岩石样品的应变参数；其中，所述高温高压仓上还具有玻璃窗，所述玻璃窗采用法兰加聚四氟乙烯胶圈密封；所述玻璃窗为石英玻璃窗，厚度为1-10cm；所述岩石样品物理模量光学测量装置还包括：便携式激光测振仪，用于放置于所述高温高压仓的玻璃窗外，测量所述岩石样品的振幅和加速度。2.如权利要求1所述岩石样品物理模量光学测量装置，其特征在于，所述高温高压仓采用不锈钢材质；所述预置的压力为0.1MP-20MPa；所述预置的温度为25℃-120℃；所述岩石样品至少为如下的一种：砂岩岩石样品、油页岩岩石样品、泥岩岩石样品。3.如权利要求1所述岩石样品物理模量光学测量装置，其特征在于，所述压力控制系统包括活塞泵升压系统；所述加热控制系统包括：电炉丝加热装置，设置于所述高温高压仓内，控温柜，设置于所述高温高压仓外，并连接所述电炉丝加热装置。...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建国，赵嵩卿，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11