【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地球(岩石)物理领域，具体涉及一种分离岩石颗粒和填隙物的方法及装置。
技术介绍
1、在陆相沉积岩中，岩石骨架通常由岩石颗粒和填隙物组成，填隙物包括黏土矿物和胶结物。在研究储层特性时，黏土类型和含量直接影响到岩石物理、化学性质。在地质和测井建模时要将填隙物中的黏土和钙质胶结物分开，把钙质胶结物归结为“岩石颗粒”，从而分析和研究黏土(泥质)的特性。
2、在岩石物理领域通常参照sy/t 5163-2018《沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物x射线衍射分析方法》来测定沉积岩中的黏土类型和相对含量。该方法要求取50克样品进行整体粉碎，用自然沉降法提取粒径小于10μm的全部组份作为黏土，计算其质量百分比作为黏土相对含量。再取2-3克的沉积物进行悬浮分离，制成自然定向片、乙二醇饱和片、高温片等，并对每种片子进行x衍射扫描，通过谱图分析和识别技术，计算出黏土矿物类型、相对含量。
3、大量实验表明，这种方法受样品制备工艺的限制，在粉碎、碾磨过程中容易造成样品间的污染，产生的粉尘会污染环境；对砂砾岩，特别是含泥砾的砂岩，把原本是骨架的泥砾粉碎成了黏土，导致检测的黏土含量偏高、黏土成份不准。由于岩石颗粒和填隙物的成份不同、结构不同、成岩时间不同，如何选择合适的分离技术，在不粉碎岩石颗粒(包括泥砾)的条件下，将岩石颗粒与填隙物(黏土)分开，避免整块样品粉碎后泥砾对黏土测量结果的影响，是测准岩石中黏土矿物和含量过程中需要解决的一个问题。
4、现有专利文献cn104422706a公开了一种富含同生泥屑砂岩粘土
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有x衍射测量黏土矿物带来的误差和对环境的污染，提供一种分离岩石颗粒和填隙物的方法及装置，可以在密闭条件下完成对岩石颗粒与填隙物的无粉尘分离，使分离的质量损耗率小于0.5％，分离出的黏土含量更精细、准确、可靠，由此计算的黏土含量更符合地层实际情况，为地层评价、储量计算等提供更准确的实验参数。
2、为实现以上技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，所述方法包括如下步骤：
4、步骤s101：根据岩性和物性；获取一定重量的样品；
5、步骤s102：样品制备；包括工序：洗油、洗盐、烘干、称重；
6、步骤s103：样品处理；将样品放入加压腔中，注入纯净水，对样品按照下述方式中的一种或组合方式进行处理：在岩心加压腔中饱和样品、冷冻样品或加热样品；
7、步骤s104：机械挤压样品；在平衡水压后，反复对加力活塞加压和放压，由此挤压和粉碎样品；
8、步骤s105：样品分离；对挤压和粉碎样品进行超声波分离和/或按粒径沉淀分离；
9、步骤s106：对分离的样品进行恒温烘干、称重；
10、步骤s110：数据处理，用质量比值法，计算设定粒径下的黏土含量：
11、vi＝∑gi/g0；
12、式中：vi—黏土含量，无量纲；∑gi—小于设定粒径下黏土颗粒质量的总和，单位：克；g0—样品初始的烘干质量，单位：克。
13、进一步地，所述步骤s101中，获取的样品重量不小于50克。
14、进一步地，所述步骤s102中，对分离的样品进行烘干、称重，具体包括：
15、在恒温80℃下烘干样品，实时监控样品重量变化，当1小时内变化小于3倍天平精度时，认为样品已经烘干，记录称重。
16、进一步地，所述步骤s103中，在岩心加压腔中饱和样品具体包括：将样品放入加压腔中，注入纯净水，反复加压和放压，在15-25mpa憋压12-36h。
17、进一步地，所述步骤s103中，冷冻样品具体包括：在常压下，在-15-25℃冷冻岩心腔室8-16h，促使样品骨架与填隙物分离。
18、进一步地，所述步骤s103中，加热样品具体包括：在常压下，对常温或冷冻样品加温至80℃，在高低温恒温箱中保温4-16h后自然降温到室温。
19、进一步地，所述步骤s105中，超声波分离具体包括：将岩心腔体置于超声波清洗器上或把岩心腔体的上堵头更换为带超声波清洗器的堵头，利用超声波震动剥离岩石颗粒表面的黏土和填隙物，同时将块状填隙物震碎分离，使黏土颗粒悬浮在水溶液中。
20、进一步地，所述步骤s105中，按粒径沉淀分离具体包括：取出岩心腔体中的岩石颗粒和溶液，按不同粒径进行分级、循环沉淀。
21、同时，本专利技术还提供一种分离岩石颗粒和填隙物的装置，用于实施上述任一项一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，所述装置包括密闭的岩心加压腔，所述岩心加压腔包括上腔体、中心腔体和下腔体，所述岩心加压腔的上腔体中固定设置有带液压缸的上堵头，所述带液压缸的上堵头下方驱动连接一加力活塞；所述岩心加压腔的下腔体中固定设置有带超声波发射器的下堵头；
22、所述岩心加压腔的带液压缸的上堵头外接第一压力传感器，且所述带液压缸的上堵头通过管线依次连接第一流体控制阀、高压手动泵、第二流体控制阀、活塞式中间容器和四通接头的第一端；所述四通接头的第二端连接至岩心加压腔的中心腔体，第三端连接第二压力传感器，第四端连接第三流体控制阀。
23、进一步地，所述第三流体控制阀连通至废液缸。
24、进一步地，还包括高低温恒温箱，所述岩心加压腔设置在高低温恒温箱中。
25、更进一步地，还包括多级沉淀过滤系统，所述多级沉淀过滤系统放置在高低温恒温箱中且位于岩心加压腔一侧。
26、更进一步地，所述高低温恒温箱包括加温器件、制冷系统、箱内气体循环系统、温控系统、保温层和箱体。与现有技术相比，本专利技术所产生的有益效果是：
27、(1)本专利技术利用岩石颗粒与填隙物在成份、结构、机械强度等方面的差异，采用水泡、冷缩、热膨胀、机械破碎、超声波震动等多种物理分离技术，将固体岩石分离出不同粒径的颗粒，通过分选不断挑选出分离过程中的泥砾，保证了“泥质颗粒”在分离中不被粉碎，使岩样中的填隙物与骨架颗粒有效分离，分离出的黏土含量更精细、准确、可靠，有效解决了现有技术没有考虑到泥质颗粒对测量结果的影响，且本专利技术以物理分离手段完成实际样品的分离，不易受理论计算中参数的影响，提高了岩石黏土本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤S101中，获取的样品重量不小于50克。
3.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤S102中，对分离的样品进行烘干、称重，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤S103中，在岩心加压腔中饱和样品具体包括：将样品放入加压腔中，注入纯净水，反复加压和放压，在15-25MPa憋压12-36h。
5.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤S103中，冷冻样品具体包括：在常压下，在-15-25℃冷冻岩心腔室8-16h，促使样品骨架与填隙物分离。
6.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤S103中，加热样品具体包括：在常压下，对常温或冷冻样品加温至80℃，在高低温恒温箱中保温4-16h后自然降温到室温。
7.根据权利要求1
8.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤S105中，按粒径沉淀分离具体包括：取出岩心腔体中的岩石颗粒和溶液，按不同粒径进行分级、循环沉淀。
9.一种分离岩石颗粒和填隙物的装置，用于实施权利要求1-8任一项所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述装置包括密闭的岩心加压腔，所述岩心加压腔包括上腔体、中心腔体和下腔体，所述岩心加压腔的上腔体中固定设置有带液压缸的上堵头，所述带液压缸的上堵头下方驱动连接一加力活塞；所述岩心加压腔的下腔体中固定设置有带超声波发射器的下堵头；
10.根据权利要求9所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的装置，其特征在于，所述第三流体控制阀连通至废液缸。
11.根据权利要求9所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的装置，其特征在于，还包括高低温恒温箱，所述岩心加压腔设置在高低温恒温箱中。
12.根据权利要求10所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的装置，其特征在于，还包括多级沉淀过滤系统，所述多级沉淀过滤系统放置在高低温恒温箱中且位于岩心加压腔一侧。
13.根据权利要求11或12所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的装置，其特征在于，所述高低温恒温箱包括加温器件、制冷系统、箱内气体循环系统、温控系统、保温层和箱体。
...【技术特征摘要】
1.一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤s101中，获取的样品重量不小于50克。
3.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤s102中，对分离的样品进行烘干、称重，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤s103中，在岩心加压腔中饱和样品具体包括：将样品放入加压腔中，注入纯净水，反复加压和放压，在15-25mpa憋压12-36h。
5.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤s103中，冷冻样品具体包括：在常压下，在-15-25℃冷冻岩心腔室8-16h，促使样品骨架与填隙物分离。
6.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤s103中，加热样品具体包括：在常压下，对常温或冷冻样品加温至80℃，在高低温恒温箱中保温4-16h后自然降温到室温。
7.根据权利要求1所述的一种分离岩石颗粒和填隙物的方法，其特征在于，所述步骤s105中，超声波分离具体包括：将岩心腔体置于超声波清洗器上或把岩心腔体的上堵头更换为带超声波清洗器的堵头，利用超声波震动剥离岩石颗粒表面的黏土和填隙...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭光，甘仁忠，张浩，罗兴平，牟立伟，白雨，杨森，赵龙，毛锐，李梦瑶，申子明，樊海涛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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