[发明专利]一种氡气扩散式岩石有效孔隙度测量装置及方法

说明书

本发明属于测试多孔材料的渗透性，孔隙体积或孔隙表面积技术领域，公开了一种氡气扩散式岩石有效孔隙度测量装置及方法，上密封腔室的法兰盘与下密封腔室的法兰盘通过螺栓固定；第二氡浓度测量仪通过软管与上密封腔室闭环连接，用于对上密封腔室中的氡浓度监测；第一氡浓度测量仪通过软管与下密封腔室闭环连接，用于对下密封腔室中的氡浓度监测。本发明根据氡气穿透不同孔隙度的岩石样品时扩散特性不同的原理反算出岩石样品孔隙度，扩散期间岩石介质内外不存在压力差，不会对岩石介质原有孔隙产生破坏；测量装置结构简单，测量人员无需经过复杂的专业培训即可操作；无需投入其他额外人力、物力；耗电量极低。

技术领域

本发明属于测试多孔材料的渗透性，孔隙体积或孔隙表面积技术领域，尤其涉及一种氡气扩散式岩石有效孔隙度测量装置及方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：孔隙度是岩石中气体输运过程以及油气储藏的关键参数，其演化规律不仅是基础地质学研究的基本规律之一，也是石油地质应用领域中不可缺少的重要理论依据，因为在油气成藏过程中地层孔隙度是控制油气运移聚集的关键因素之一。按照测量环境来分，岩石孔隙度测定方法主要有实验室测量和参数反演两种，常规实验室测定方法又可细分为液体饱和称重法、气体压缩膨胀法以及核磁共振法等；常规参数反演方法又可细分为地震资料反演法、测井资料(中子伽马、密度等)反演法、泥质含量反演法等。近几年来，国内已有学者对放射性伽马能谱法、原位渗透率反演法等一些新的岩石孔隙度测定方法进行了探索和研究。常规实验室孔隙度测定方法是将将岩石样品浸入气体或者液体中，通过压力将气体和液体注入到样品孔隙中，测量注入前后液体或气体的体积或压力变化从而计算出岩石孔隙度，这样就会不同程度上改变了岩石样品的原有孔隙特征，最终降低了孔隙度测量值的准确性。与此同时，由于常规实验室测定方法中存在较大的压力差，这就使得对岩石样品和测量装置连接处的密封性要求极高，并且气体或液体的注入以及压差的测量需要真空泵、复杂的控制管路以及精密的传感器来实现，这就使得测量仪器较为昂贵、体积笨重、功耗高、测量手续复杂。反演方法主要采用绞车将传感器放入钻井中，通过伽马射线、自然电位、声波等手段间接测量出岩层孔隙度，这种方法适用于储层尺度的孔隙度反演计算，无法应用于小尺度的岩石样品孔隙度测量。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)常规实验室孔隙度测定方法中人为地向岩石孔隙中注入的气体或浸入的液体不同程度上会改变岩石样品的原有孔隙特征，降低了孔隙度测量值的准确性。

(2)常规实验室测定方法还存在对测量仪器的密封性要求极高、仪器昂贵、体积笨重、功耗高、测量手续复杂。

(3)反演方法主要适用于储层尺度的孔隙度反演计算，无法应用于小尺度的岩石样品孔隙度测量。

解决上述技术问题的难度和意义：

本发明实现的难度主要在于不再采用常规实验室孔隙度测定方法中人为地向岩石孔隙中注入气体或浸入液体来测量岩石样品孔隙度，而是利用氡气的强扩散性和放射性，通过扩散原理来测量岩石样品的孔隙度。这样就避免破坏岩石样品原有孔隙特征，提高孔隙度测量值的准确性，同时对测量装置密封工艺的改进大大简化了仪器和测量手续，适用于在小尺度岩石样品孔隙度实验室测量方面的推广使用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种氡气扩散式岩石有效孔隙度测量装置及方法。

本发明是这样实现的，一种氡气扩散式岩石有效孔隙度测量装置，所述氡气扩散式岩石有效孔隙度测量装置设置有：

上密封腔室、下密封腔室；

上密封腔室的法兰盘与下密封腔室的法兰盘通过螺栓固定；

第二氡浓度测量仪通过软管与上密封腔室闭环连接，用于对上密封腔室中的氡浓度监测；