[发明专利]致密岩石渗透性室内便捷测定方法及系统

说明书

本发明提供了一种致密岩石渗透性室内便捷测定方法及系统，能够在室内便捷、有效地测定岩石的渗透率并得出其渗透性质。本发明所提供的方法包括：步骤1.取待测岩石加工成内部具有圆柱形的空腔、且从空腔边界任一点到岩样外表面的最短距离均相等的岩样，空腔上部开口、下部不贯穿岩样；步骤2.将岩样架设在支撑座上，用不透水塞堵塞住空腔开口，对堵塞处进行防水密封，不透水塞上预留有一充气孔作为加压通道；步骤3.通过充气孔向空腔中进行充气储气，通过气压监测传感器实时监测气压变化，达到预定压力值后，充气完毕；步骤4.根据气压监测传感器实时监测的气压变化数据，采用公式进行计算，得到岩样的渗透率。

技术领域

本发明属于岩石渗透特性研究领域，具体涉及一种致密岩石渗透性室内便捷测定方法及系统。

背景技术

岩石渗透性质的研究是岩土工程中一个比较重要的领域。便捷、有效的获取岩石的渗透率对于一些工程，如揭示地下水流或污染物运移等特性的水文地质规律、水利工程中大坝选址、边坡渗流稳定分析、油气田的开发、高放废物的深地质处置等工程问题，具有十分重要的意义。

自Darcy于1856年建立的渗流定律为测量岩石渗透率的稳态法奠定了基础之后，测量岩石渗透率的稳态法方法被大为推广应用，但稳态法测量渗透率耗时长，而且对于低渗岩石的渗透率测量误差较大。1951年Hvorslevr提出微水实验法，即振荡式渗透试验，通过波的振幅衰减和相移来得出渗透率。之后，Brace于1968年提出瞬态压力脉冲法并应用到花岗岩的渗透率测量，瞬态压力脉冲法的优点在于其可以在较短时间内得到较准确的测试结果，而且为致密岩石的渗透率测量提供了有效方法，但此方法对于岩样制备、实验装置密封性和压力监测仪器精度要求较高，过程较稳态法复杂。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种致密岩石渗透性室内便捷测定方法及系统，能够在室内便捷、有效地测定岩石的渗透率并得出其渗透性质。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

方法

本发明提供一种致密岩石渗透性室内便捷测定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.制样

取待测岩石加工成内部具有圆柱形的空腔、且从空腔边界任一点到岩样外表面的最短距离均相等的岩样，将最短距离记为l，空腔上部开口、下部不贯穿岩样；

步骤2.装样

将岩样架设在支撑座上，用不透水塞堵塞住空腔开口，对堵塞处进行防水密封，不透水塞上预留有一充气孔作为加压通道；

步骤3.预充气平衡

通过充气孔向空腔中进行充气储气，通过气压监测传感器实时监测气压变化，达到预定压力值后，充气完毕；

步骤4.气体渗透

根据气压监测传感器实时监测的气压变化数据，采用如下公式进行计算，得到岩样的渗透率：

式中，P_u为通过气压监测传感器监测到的空腔充气完成后的初始压力，ΔP＝0.8P_u，t为通过气压监测传感器监测到的空腔内部压力从P_u降低了ΔP所经历的时间，V_u为空腔内的容积，μ为流体的动力粘滞系数，C_f为流体的压缩系数，A为空腔壁的面积，l为从空腔边界任一点到岩样外表面的最短距离，k为待测渗透率。

优选地，本发明所涉及的致密岩石渗透性室内便捷测定方法，还可以具有这样的特征：岩样为圆柱体状或者正方体状，空腔为圆柱体状，设圆柱体状岩样的外径或者正方体状岩样的边长为空腔内径为则