CN102252948B - 泥页岩孔隙度测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泥页岩孔隙度测定方法，该方法包括：选取整块泥页岩待测样品，测定质量M_O，测定块体总体积V_O，计算泥页岩的块体密度ρ_b，将样品粉碎，取一定量M₁，M₁≤M_O；将取出的样品进行蒸馏抽提，直到产水量保持稳定为止，记录抽提出水的体积V_w；将经过蒸馏抽提的样品取出，干燥至质量稳定，记录样品质量M₂；将干燥后的样品取出，测定颗粒体积V_g；计算样品孔隙度Φ，其中，采用本发明的方法，可避免泥页岩钻取岩心的不便，消除有机质对测量气体的吸附作用，也避免了有机质堵塞孔隙喉道，还可测定泥页岩中粉碎前的非连通孔隙，同时还可确定泥页岩的含水饱和度、含油饱和度和含气饱和度。

Description

泥页岩孔隙度测定方法

技术领域

本发明是关于一种泥页岩孔隙度测定方法，具体是指一种适用于石油、地质、矿业领域在实验室进行泥页岩孔隙度测定的方法。

背景技术

目前，没有专门用于测定泥页岩孔隙度的方法。

而如果采用常规砂岩孔隙度测定方法应用于对泥页岩孔隙度的测定，有很大局限。主要体现在以下方面：泥页岩容易破碎，岩心不易钻取，岩心钻取得过程中泥页岩中粘土矿物会膨胀，测定样品受到局限并影响测量精度；泥页岩中存在大量有机质，会对测试气体造成吸附，影响测量精度；泥页岩中的有机质的存在会堵塞孔隙喉道，导致测量值偏小；泥页岩中非连通孔隙不易被测定，造成测量值偏小。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中采用砂岩孔隙度测定方法进行泥页岩孔隙度测定的缺点，针对泥页岩提供一种泥页岩孔隙度测定方法。

为达上述目的，本发明提供了一种泥页岩孔隙度测定方法，该方法包括：

步骤(1)：选取整块泥页岩待测样品，测定质量M_O，测定块体总体积V_O，计算泥页岩的块体密度ρ_b(单位，％)，

步骤(2)：将样品粉碎，取一定量M₁，M₁≤M_O；

步骤(3)：将取出的样品进行蒸馏抽提，直到产水量保持稳定为止；

步骤(4)：将经过蒸馏抽提的样品取出，干燥至质量稳定；

步骤(5)：将干燥后的样品取出，测定颗粒体积V_g；

步骤(6)：计算样品孔隙度Φ(单位，％)， $\mathrm{\Φ}=\frac{(V_b-V_g)}{V_b}\×100,$ 其中， $V_b=\frac{M_1}{{\mathrm{\ρ}}_b}.$

本发明所提供的泥页岩孔隙度测定方法，其中，采用了对样品进行破碎的方式，避免了泥页岩钻取岩心的不便；样品粉碎后可以测定泥页岩中粉碎前的非连通孔隙；并且，本发明在测定孔隙度之前对样品进行蒸馏抽提，消除了有机质对测量值的影响，从而使测量值更接近实际情况，从而本发明的方法更适用于石油、地质、矿业领域在实验室进行泥页岩孔隙度测定，有助于对页岩气资源量评价，可以服务于页岩气勘探开发。

根据本发明的具体实施方案，本发明的泥页岩孔隙度测定方法中，所述步骤(1)中选取的整块泥页岩待测样品，其质量M_O大于等于100g。

根据本发明的具体实施方案，本发明的泥页岩孔隙度测定方法中，所述步骤(1)中是采用阿基米德(浮力)汞浸没法、汞驱替法、卡尺测量法或用流体而非汞的阿基米德法(浮力)测定总体积法测定块体总体积V_O。

根据本发明的具体实施方案，本发明的泥页岩孔隙度测定方法中，所述步骤(2)中将样品粉碎至粒度小于等于样品最小非连通孔隙。

根据本发明的具体实施方案，本发明的泥页岩孔隙度测定方法中，所述步骤(2)中将样品粉碎至12目或更细。

根据本发明的具体实施方案，本发明的泥页岩孔隙度测定方法中，所述步骤(3)中是使用Dean-Stark抽提装置对取出的样品进行蒸馏抽提。该步骤(3)中，会抽提出油和水，可分别测量抽提出油的密度ρ_o、水的密度ρ_w以及抽提出水的体积V_w(可按照常规方法测量)。

根据本发明的具体实施方案，本发明的泥页岩孔隙度测定方法中，所述步骤(4)中是将经过蒸馏抽提的样品在110℃恒温干燥至质量稳定。

根据本发明的具体实施方案，本发明的泥页岩孔隙度测定方法中，所述步骤(5)中是采用波义尔定律双室法测定干燥后的样品的颗粒体积V_g。

根据本发明的具体实施方案，利用本发明的方法，在测定孔隙度的同时还可以确定泥页岩的含水饱和度、含油饱和度和含气饱和度。本发明的泥页岩孔隙度测定方法，还可包括按照以下公式计算泥页岩的含水饱和度S_w、含油饱和度S_o和/或含气饱和度S_g的过程(其中，S_w、S_o、S_g的单位均为％)：

$S_w=\frac{V_w}{(V_b-V_g)}\×100,$ 其中，V_w为步骤(3)中抽提出水的体积；

$S_o=\frac{(M_1-M_2-V_w{\mathrm{\ρ}}_w)}{(V_b-V_g){\mathrm{\ρ}}_o}\×100,$ 其中，M₂为步骤(4)中干燥后的样品质量，ρ_o为步骤(3)中抽提出油的密度，ρ_w为步骤(3)中抽提出水的密度(ρ_o、ρ_w可按照常规方法测量)；

S_g＝100-S_w-S_o。

利用本发明的方法进行泥页岩孔隙度测定，具有以下有益效果：

本发明的取样及对样品进行处理的方式，可避免了钻取岩心的限制，也消除了加水钻取岩心泥页岩中粘土矿物的膨胀因素对测定结果的影响；同时可以测定泥页岩中的非连通孔隙；本发明中在测定泥页岩孔隙度之前通过对样品进行蒸馏抽提，可以消除有机质对测量气体的吸附作用，也避免了有机质堵塞孔隙喉道；利用本发明的方法，在测定泥页岩孔隙度的同时，还可以同时确定泥页岩的含水饱和度、含油饱和度和含气饱和度。

本发明的方法，适用于石油、地质、矿业领域在实验室进行泥页岩孔隙度测定，有助于对页岩气资源量评价，可以服务于页岩气勘探开发。

附图说明

图1显示采用常规方法岩心分析和采用本发明方法孔隙度分析的对比结果。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步详细说明本发明的方法的特点及使用效果，但本发明并不因此而受到任何限制。

实施例1

按照以下操作步骤进行泥页岩孔隙度测定：

步骤(1)：选取一定量的整块待测样品，测定质量M_O(200g)，测定块体总体积V_O(89.69cm³)(使用包括阿基米德(浮力)汞浸没法、汞驱替法、卡尺测量法、用流体而非汞的阿基米德法(浮力)测定总体积)。通过公式(1)计算泥页岩的块体密度ρ_b(2.23g/cm³)。

步骤(2)：将样品粉碎至过12目筛，取一定量M₁(100g)。

步骤(3)：将取出的样品进行蒸馏抽提(使用Dean-Stark抽提装置)，采取溶剂甲苯，直到产水量保持稳定为止，记录抽提出水的体积V_w(0.17cm³)。

步骤(4)：将经过蒸馏抽提的样品取出，恒温110℃进行干燥。直到样品质量稳定为止。记录样品质量M₂(99.50g)。

步骤(5)：将干燥后的样品取出，通过波义尔定律双室法测定颗粒体积V_g(40.87cm³)。

通过公式(2)、(3)计算样品孔隙度(V_b：44.84cm³；Φ：8.86％)。

通过公式(4)、公式(5)(式中，ρ_w：1.00g/cm³；ρ_o：0.82g/cm³)、公式(6)可以分别计算泥页岩的含水饱和度S_w(4.20％)、含油饱和度S_o(2.86％)和含气饱和度S_g(1.80％)。

公式说明：

${\mathrm{\ρ}}_b=\frac{M_O}{V_O}................\left(1\right)$

$\mathrm{\Φ}=\frac{(V_b-V_g)}{V_b}\×100........\left(2\right)$

$V_b=\frac{M_1}{{\mathrm{\ρ}}_b}...............\left(3\right)$

$S_w=\frac{V_w}{(V_b-V_g)}\×100.......\left(4\right)$

$S_o=\frac{(M_1-M_2-V_w{\mathrm{\ρ}}_w)}{(V_b-V_g){\mathrm{\ρ}}_o}\×100....\left(5\right)$

S_g＝100-S_w-S_o..........(6)

符号说明：

Φ：孔隙度，％

M_O：步骤(1)中所称完整块状泥页岩样品质量，g

M₁：步骤(2)中所取测定泥页岩样品质量，g

M₂：步骤(4)中蒸馏抽提、干燥后泥页岩样品质量，g

ρ_b：步骤(1)中计算出的泥页岩样品块体密度，g/cm³

ρ_o：步骤(3)中抽提出油的密度，g/cm³

ρ_w：步骤(3)中抽提出水的密度，g/cm³

V_O：步骤(1)中所测完整块状泥页岩样品体积，cm³

V_b：步骤(2)中计算的粉碎泥页岩样品块体体积，cm³

V_g：步骤(5)中所测定干燥样品颗粒体积，cm³

V_w：步骤(3)中抽提出水的体积，cm³

S_w：含水饱和度，％

S_o：含油饱和度，％

S_g：含气饱和度，％

按照上述实施例1的方法，分别对五组泥页岩样品(每组取三个平行样品，取平均值)进行孔隙度测定，并对每组泥页岩样品的平行样采用常规方法(根据波意尔-马略特定律原理设计测定)岩心分析进行孔隙度测定，与采用本发明的方法进行孔隙度测定结果进行分析比较，测定数据请参见表1，并将结果绘制成图1，可见两方法所测结果的差别。

表1

孔隙度平均值	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5
						常规分析	5.12	0.7	6.62	1.29	0.19
本发明的方法	8.66	6.21	10.68	8.73	7.62

Claims (7)

1.一种泥页岩孔隙度测定方法，其特征在于，该方法包括：

步骤（1）：选取整块泥页岩待测样品，测定质量M_O，测定块体总体积V_O，计算泥页岩的块体密度ρ_b，

其中，选取的整块泥页岩待测样品，其质量M_O大于等于100g；

步骤（2）：将样品粉碎至粒度小于等于样品最小非连通孔隙，取一定量M₁，M₁≤M_O；

步骤（3）：将取出的样品进行蒸馏抽提，直到产水量保持稳定为止；

步骤（4）：将经过蒸馏抽提的样品取出，干燥至质量稳定；

步骤（5）：将干燥后的样品取出，测定颗粒体积V_g；

步骤（6）：计算样品孔隙度Φ，

其中，

2.根据权利要求1所述的泥页岩孔隙度测定方法，其中，所述步骤（1）中是采用基于浮力的阿基米德汞浸没法、汞驱替法、卡尺测量法或基于浮力的用流体而非汞的阿基米德法测定总体积法测定块体总体积V_O。

3.根据权利要求1所述的泥页岩孔隙度测定方法，其中，所述步骤（2）中将样品粉碎至12目或更细。

4.根据权利要求1所述的泥页岩孔隙度测定方法，其中，所述步骤（3）中是使用Dean-Stark抽提装置对取出的样品进行蒸馏抽提。

5.根据权利要求1所述的泥页岩孔隙度测定方法，其中，所述步骤（4）中是将经过蒸馏抽提的样品在110℃恒温干燥至质量稳定。

6.根据权利要求1所述的泥页岩孔隙度测定方法，其中，所述步骤（5）中是采用波义尔定律双室法测定干燥后的样品的颗粒体积V_g。

7.根据权利要求1所述的泥页岩孔隙度测定方法，该方法还包括按照以下公式计算泥页岩的含水饱和度S_w、含油饱和度S_o和/或含气饱和度S_g的过程：

其中，V_w为步骤（3）中抽提出水的体积；

其中，M₂为步骤（4）中干燥后的样品质量，ρ_o为步骤（3）中抽提出油的密度，ρ_w为步骤（3）中抽提出水的密度；

S_g=100-S_w-S_o。

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