[发明专利]一种煤和岩石真密度的测试方法

说明书

本发明公开了一种煤和岩石真密度的测试方法，包括确定样品的地层温度和压力、测试空载条件下样品桶的质量和体积、测试条件下样品和样品桶的质量和体积、计算地层温度和条件下样品的质量和体积、计算地层温度和条件下样品的真密度；该一种煤和岩石真密度的测试方面能够尽可能避免制样过程中对样品的破坏，又能高精度地反应地层温度和压力条件下煤和岩石的真密度。

技术领域

本发明涉及煤、页岩和砂岩等常见储层岩石真密度的测试技术领域，特别是一种煤和岩石真密度的测试方法。

背景技术

目前，针对煤和岩石真密度的测试方法基于GB/T23561.2-2009《煤和岩石物理力学性质测定方法——第2部分：煤和岩石真密度测定方法》，配合使用气体膨胀法真密度分析仪和比重瓶法等相关仪器和方法手段展开。在煤和岩石真密度测试过程中，煤和岩石等样品通常被粉碎，并经0.2mm或0.3mm分样筛进行筛分。在此过程中，样品的粉碎过程可能导致测试样品颗粒中新的孔隙和裂隙的产生。此外，针对煤和岩石等样品的沙浴或水浴处理过程中，通常使用蒸馏水(针对不含水溶性矿物)或煤油(针对含水溶性矿物)作为液体介质展开，由于煤、页岩和砂岩中存在吸水膨胀的粘土矿物等非水溶性矿物，尤其是页岩和砂岩中含有大量的粘土矿物，利用蒸馏水进行水浴的过程中可能致使煤、页岩和砂岩等含有的粘土矿物吸水膨胀，影响煤和岩石原始内部孔-裂隙空间状态，而煤油黏度较大，受毛细管压力影响，其可进入煤和岩石内部孔-裂隙空间范围有限，进而影响煤和岩石真密度的精确度。另外，针对煤和岩石真密度的测试方法多在常温常压条件下进行，无法反应地层条件(温度和压力共同影响)下煤和岩石的真密度。

综上，可以看出，目前针对煤和岩石等真密度的测试方法虽有相关国家标准作为依据，但在测试过程中仍存在一定的不足。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种煤和岩石等真密度测试的方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种煤和岩石真密度的测试方法，包括以下步骤：

S1、基于煤和岩石的采样深度，结合采样地的地层温度梯度和地层压力梯度，计算出煤和岩石地层条件下的温度和压力；

S2、制作符合GB/T23561.2-2009标准的粒状样品或制作直径小于1cm、长度小于2cm的块状样品；

S3、利用磁悬浮重量法等温吸附仪测试样品桶未装载样品条件下的空载测试，设置磁悬浮重量法等温吸附仪的温度参数和压力参数为煤和岩石地层条件下的温度和压力，计算出样品桶的质量和体积；

S4、样品桶装载样品，利用磁悬浮重量法等温吸附仪测试，设置磁悬浮重量法等温吸附仪的温度参数和压力参数为煤和岩石地层条件下的温度和压力，计算出样品和样品桶的质量和体积；

S5、由S4计算出的样品和样品桶的质量和体积减去S3计算出的样品桶的质量和体积，计算出样品的质量和体积；

S6、利用公式计算煤和岩石样品在地层温度和压力条件下的真密度，ρ_s＝m_s/V_s，式中，ρ_s为样品地层温度和压力条件下的真密度，单位g/cm³；m_s为样品的质量，单位g；V_s为样品的体积，单位cm³。