一种测量黏土结合水和力学参数的方法、装置及黏土制备仪制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量黏土结合水和力学参数的方法、装置及黏土制备仪，其中的测量方法是基于低场核磁共振，具体包括如下步骤：S1、根据实验需求，制备尺寸不同的多份黏土岩样；S2、选取低场核磁共振测量参数并设定环境温度；S3、将黏土岩样安装到岩心夹持器，并调整岩心夹持器的实验参数；S4、调整压力、湿度和活度参数，区分和测定在一定温度、压力、湿度、活度条件下的黏土吸附水类型及含量、力学参数，并动态检测岩样不同位置处的力学性能和吸附水量的变化情况。同时也研发了其相关的测试装置，以及制备实验对象所需的黏土的装置。采用本发明专利技术所提供的技术方案，能够有效的实现测试数据的准确和多样性，达到更好的测试效果。

A Method, Device and Clay Preparator for Measuring Bonded Water and Mechanical Parameters of Clay

The invention discloses a method, device and clay preparation instrument for measuring cohesive water and mechanical parameters of clay, in which the measurement method is based on low-field nuclear magnetic resonance, including the following steps: S1, preparation of multiple clay samples of different sizes according to experimental requirements; S2, selection of low-field nuclear magnetic resonance measurement parameters and setting ambient temperature; S3, installation of clay samples into core sandwiches. Holder, and adjust the experimental parameters of core holder; S4, adjust the pressure, humidity and activity parameters, distinguish and determine the type, content and mechanical parameters of clay adsorbed water under certain temperature, pressure, humidity and activity conditions, and dynamically detect the changes of mechanical properties and adsorbed water volume at different locations of rock samples. At the same time, the related testing device and the clay device for preparing the experimental object were also developed. The technical scheme provided by the invention can effectively realize the accuracy and diversity of test data and achieve better test effect.

【技术实现步骤摘要】
一种测量黏土结合水和力学参数的方法、装置及黏土制备仪
本专利技术属于地质勘探开发
，特别是一种测量黏土结合水和力学参数的方法、装置及黏土制备仪。
技术介绍
在当前国内外钻井过程中，井壁不稳定的问题广泛存在，且目前尚未得到有效解决，国内在深井、超深井、复杂井的钻井过程中，钻井液技术的研究往往通过“试错法”去寻找解决问题的方案，不仅浪费大量资源，而且有着较大的局限性，形成的处理剂以及体系未系列化，封堵剂和抑制剂的研究及优选很难真正满足实际钻井需求。对井壁稳定的研究经历了从纯力学到纯化学、力化耦合、多场耦合的研究，到目前为止，大多数学者采用结合力学与化学两方面定量化的方法来研究泥页岩井壁稳定性问题。在考虑水化对泥页岩井壁稳定性影响研究中，大多数学者只在宏观层面上考虑含水量对岩石力学参数的影响，而且实验过程中存在误差，尽管后面又提出大量模型，但由于问题比较复杂，已有研究成果出现不一致的情况，因此需要进一步深化对水化机理研究。对此有研究提出水化对井壁稳定性的影响分为强结合水、弱结合水、自由水含量对力学参数影响的结论。目前针对泥页岩与钻井液发生水化作用的强弱的评价，主要是通过滚动回收率、C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量黏土结合水和力学参数的方法，其基于低场核磁共振，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、根据实验需求，制备尺寸不同的多份黏土岩样；S2、选取低场核磁共振测量参数并设定环境温度；S3、将黏土岩样安装到岩心夹持器，并调整岩心夹持器的实验参数；S4、调整压力、湿度和活度参数，区分和测定在一定温度、压力、湿度、活度条件下的黏土吸附水类型及含量、力学参数，并实时监测岩样不同位置处的力学性能和吸附水量的变化情况。

【技术特征摘要】
1.一种测量黏土结合水和力学参数的方法，其基于低场核磁共振，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、根据实验需求，制备尺寸不同的多份黏土岩样；S2、选取低场核磁共振测量参数并设定环境温度；S3、将黏土岩样安装到岩心夹持器，并调整岩心夹持器的实验参数；S4、调整压力、湿度和活度参数，区分和测定在一定温度、压力、湿度、活度条件下的黏土吸附水类型及含量、力学参数，并实时监测岩样不同位置处的力学性能和吸附水量的变化情况。2.根据权利要求1所述的一种测量黏土结合水和力学参数的方法，其特征在于，所述步骤S1中，其制备方法包括如下步骤：S1.1、取一定质量纯的黏土矿物粉末，所述黏土矿物包括有蒙脱石、伊利石、伊-蒙混层、高岭石、绿泥石，所取的黏土矿物粉末的质量视所需制备岩样的体积而定，加入与之对应的质量分数的水充分搅拌混合、静置；S1.2、利用可压制不同尺寸大小的岩样压制机器，压制黏土岩样；S1.3、将压制好的黏土岩样在80℃、湿度为45％的条件下，烘干至干重恒定，将烘干后的岩样抽真空。3.根据权利要求2所述的一种测量黏土结合水和力学参数的方法，其特征在于，所述步骤S1.2中，其具体步骤为：S1.2.1、视所需制备岩样的尺寸，调整各圆筒的高度，使得由几层圆筒组成的内层部分的直径与黏土岩样直径相匹配、外层部分的高度与黏土岩样高度相匹配，各圆筒间隙间加入润滑油，调整高度并固定保护套；S1.2.2、将岩心筒固定，倒入配置好的黏土和水的混合物，选择合适的顶块，固定顶块，并开启电机进行压制岩样；S1.2.3、模拟地下真实环境条件，由于黏土埋藏于地下不同深度而导致地层压力的不同，故压力设定范围为5MPa——100MPa，压制1-4h，在室温条件下，将黏土岩样压实固结，制得压制好的岩样；S1.2.4、关闭电机，先后撤去上部顶块、保护套，降低各圆筒的高度，取出压制好的黏土岩样。4.根据权利要求1所述的一种测量黏土结合水和力学参数的方法，其特征在于，所述步骤S3中，其具体步骤是：将制备好的黏土岩样两端贴上应力应变片，并将其放置在岩心夹持器中，调整好岩心夹持器的夹持位置，确保能将黏土岩样稳稳夹持，调整设定温度。5.根据权利要求1所述的一种测量黏土结合水和力学参数的方法，其特征在于，所述步骤S4中，其具体步骤是：施加一定的温度和压力，调整岩心夹持器中的活度、湿度，利用低场核磁共振区分黏土吸附水类型和测量黏土结合水量，同时根据应力应变片所传输的数据测量其力学参数，当岩样浸泡在样品管下方的水槽时，可动态研究其吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓明毅，张权，谢刚，罗平亚，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51