[发明专利]一种利用岩屑破碎煤样测量煤层孔隙度的方法

说明书

本发明涉及一种利用岩屑破碎煤样测量煤层孔隙度的方法，其特征在于，包括：a收集所要测量的煤层钻井岩屑样本；b将煤层钻井岩屑样本干燥至恒重，并冷却至室温，得到干燥煤层钻井岩屑样本；c利用粉碎设备将干燥煤层钻井岩屑样本粉碎，得到煤碎样本并称量；d根据煤碎样本的重量加入水，使煤碎样本完全浸没在水中，过滤得到饱和水煤碎样本；e将干燥剂与饱和水煤碎样本置于密闭容器中，直至饱和水煤碎样本的重量不变，得到去除表面水分的饱和水煤碎样本；f对去除表面水分的饱和水煤碎样本进行核磁共振T2谱测量，然后对得到的T2谱进行积分累加得到孔隙度值。本发明基于核磁共振方法来测量煤碎样的孔隙度，可以得到煤层孔隙分布特征。

技术领域

本发明涉及一种利用岩屑破碎煤样测量煤储层孔隙度的方法，属于能源开采技术领域。

背景技术

煤岩孔隙度大小尤其是孔隙度随煤级的变化规律对不同煤级区煤层气开发潜力评价具有重要指导意义。同时，孔隙度作为进行岩石物理实验必不可少的基础参数，对煤层物性的评价也具有非常重要的意义。目前，实验室测量煤样的孔隙度通常有两种方法：一种是采用密度法来测定煤层的孔隙度，即在实验室测定煤样的真密度和视密度，利用两者之差与真密度的比值来估计煤的孔隙度，这种方法测得的煤样孔隙度误差较大；另一种是采用注气方式，利用标准柱塞煤样测量孔隙度，此种方法测量煤层孔隙度精度高。煤层气开采中一般采用第二种精确测量煤层孔隙度的方法。

采用注气法测量标准柱塞煤样孔隙度时，由于煤的孔径小，气体压力低时不易通过；当气压增高时，原来不能进入或通过气体的微孔隙/孔喉也变得可以通气，因而孔隙压力增大能使煤的孔隙度测量结果更为精确，同时考虑到煤易碎，在较大压力下可能会使岩心破裂，因此实验中一般选取围压5MPa、气源压力2MPa进行测量。此外，所用气体选取氦气，因为氦气相对稳定，且不易与煤分子结合，测量出的结果更能反映煤的孔隙度，同时氦气分子较小更易进入微孔隙，压缩因子影响小。在进行实验前，首先要进行钻井取心或绳索取心获得完整的煤岩样品，对煤岩心进行细致地切割打磨处理，使其加工成形状规则的柱塞样。随后对柱塞煤样进行干燥处理，这是因为水分不仅堵塞煤中的孔隙阻碍气体通过，还占用孔隙体积，影响孔隙度测量。孔隙度测量前一般在烘箱对柱塞煤样烘干6小时，然后对其进行氦气法孔隙度测量。

采用注气法测量标准柱塞煤样孔隙度，需要进行钻井取心或绳索取心，取心成本高，并且煤样十分容易破碎，需要采用专门的金刚石线锯才能切割打磨成标准柱塞煤样，且花费时间很长，制样十分困难。

发明内容

针对上述突出问题，本发明提供一种利用岩屑破碎煤样测量煤层孔隙度的方法，该方法没有采用以往柱塞岩心氦气法测量煤层孔隙度，而是基于核磁共振方法来测量充满水的煤储层孔隙中的氢原子核磁共振信号，不仅可以得到煤层孔隙度参数，而且可以得到煤层孔隙分布特征。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种利用岩屑破碎煤样测量煤层孔隙度的方法，包括：

a收集所要测量的煤层钻井岩屑样本；

b将所述步骤a中的煤层钻井岩屑样本干燥至恒重，并冷却至室温，得到干燥煤层钻井岩屑样本；

c利用粉碎设备将所述步骤b中的干燥煤层钻井岩屑样本粉碎，得到煤碎样本并进行称量；

d根据所述步骤c中煤碎样本的重量加入水，使煤碎样本完全浸没在水中，过滤得到饱和水煤碎样本；

e将干燥剂与所述步骤d中的饱和水煤碎样本置于密闭容器中，直至饱和水煤碎样本的重量不变，得到去除表面水分的饱和水煤碎样本；

f对所述步骤e中去除表面水分的饱和水煤碎样本进行核磁共振T2谱测量，然后对得到的核磁共振T2谱进行积分累加得到孔隙度值。

所述的方法，优选地，还包括步骤g，利用搅拌设备或超声设备对所述步骤d中的煤碎样本先进行搅拌或超声，以保证水完全进入煤孔隙中，然后再进行过滤。