[发明专利]一种测量泥页岩总孔隙度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、地质、矿业勘探开发技术领域，特别涉及一种在实验室进行泥页岩测定，是一种测量泥页岩总孔隙度的方法。

背景技术

在对页岩油气的勘探开发过程中，总孔隙度是计算页岩油、页岩气资源量和制定开采方案的关键参数之一。页岩油和页岩气储层的总孔隙度直接影响页岩油、页岩气的资源量，并用于评价页岩油、页岩气井的生产周期。页岩油和页岩气的源岩层和储层为同一套泥页岩，泥页岩中相当大的一部分孔隙是互不连通的，即“死孔隙”。这部分互不连通的孔隙中附存的油气经过压裂改造是可供开采的，因此需要对页岩油气储层的总孔隙度进行测量，以便于对页岩油气的资源量进行计算，和页岩油气井的生产周期进行评估。目前，测量岩石孔隙的基本方法包括：气体法、液体法。气体法是将岩石样品放入密闭装置，向装置中充入高压气体，根据波义尔定律求取岩石孔隙度；液体法是将岩石样品抽真空饱和煤油（或者饱和酒精），利用岩石样品饱和煤油前后的重量差求取孔隙度。但这些方法均只能测量岩石中相互连通的孔隙，而无法测量互不连通孔隙的大小，即只能测量有效孔隙度，无法测量总孔隙度。因此，用测量岩石孔隙的基本方法对页岩油气储层进行评价会使孔隙度值偏小，不能真实反映页岩储层的总孔隙度，进而影响页岩油气资源量计算和页岩油气井的生产周期评估。

本领域技术人员常用浸没法测量泥页岩样品的视体积。对于不溶于水也不吸水的形状不规则的样品可以用浸没法测量其体积。将待测样品全部浸没入在水中，两次读数的体积差是样品的视体积。对于吸水的泥页岩样品可以用细粉末（如粉砂、面粉等）代替水采用浸没法测量其视体积。

通过专利检索，中国专利，201110155601已公布的发明专利申请《泥页岩孔隙度测定方法》（申请公布号：CN 102252948A）在原理上存在较大缺陷：认为泥页岩粉碎前和粉碎后的密度相同，用粉碎后的样品质量M₁与粉碎前密度ρ_b的比值求取粉碎前的体积。在泥页岩粉碎过程中（粉碎至粒度小于样品最小非连通孔隙，相当于纳米级别的颗粒大小）会产生大量热，使泥页岩中水、油等流体因加热而变为气态从粉碎样品中排出，这样粉碎前和粉碎后泥页岩样品的密度是发生变化的。这样所计算出的泥页岩孔隙度是存在偏差的。为此，本发明采用封闭装置利用循环液（可起到降温、循环的作用）对泥页岩样品进行循环粉碎，通过粉碎前和粉碎后的体积变化求取泥页岩孔隙度具有更高的精度。

发明内容

本发明的目的是：提供一种测量泥页岩总孔隙度的方法，实现对泥页岩总孔隙度的精确测量。克服现有技术、方法难以准确测量泥页岩的总孔隙度的不足。本发明的另一个目的是：提供了一种测量泥页岩总孔隙度的装置，用来实现测量泥页岩总孔隙度的方法。

本发明采用的技术方案是：测量泥页岩总孔隙度的方法，其特征在于：

步骤1：用浸没法或游标卡尺测量泥页岩样品的视体积，记录视体积V₁，视体积的单位是cm³；

步骤2：将上述的同一份泥页岩样品粉碎到100～200目；

步骤3：将上述粉碎的泥页岩样品在60～80℃温度下进行烘干处理，烘干时间为24～48小时，除去泥页岩样品中的水和烃类；

步骤4：将上述烘干的泥页岩样品与辅助液混合在一起进行循环粉碎，将泥页岩样品循环粉碎至直径100～1000nm的细微颗粒；并计量消耗辅助液体积V₂，消耗辅助液体积V₂的单位是mL；

步骤5：测量辅助液和泥页岩样品细微颗粒的混合液体总体积V₃，测量辅助液和泥页岩样品细微颗粒的混合液体总体积V₃的单位是mL；

步骤6：根据以下公式计算泥页岩样品的总孔隙度Φ，泥页岩样品的总孔隙度Φ的单位是%：

φ=(V₁-(V₃-V₂))/V₁×100%

当泥页岩样品形状规则的圆柱体时，利用游标卡尺测量泥页岩样品直径和高度再求取泥页岩样品视体积；当泥页岩样品形状为非圆柱体时，用浸没法测量泥页岩样品的视体积。

辅助液可以是酒精、煤油、蒸馏水等。

计量消耗辅助液体积V₂。在将辅助液加入循环粉碎装置前用高精度量筒（高精度量筒专利公开号：CN202420600U）测量倒入辅助液的体积，该体积即为所消耗辅助液体积V₂，测量体积精确到0.01mL。