[发明专利]一种等温吸附仪中测试岩石样品比表面的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种等温吸附仪中测试岩石样品比表面的装置及制备方法，属于油气勘探与开发及实验室测试领域。 

背景技术

随着国民经济的高速发展，对能源的依存度越来越高，在陆上发现大—中型常规油气田的可能性也越来越小，油气资源勘探重点也正朝着海洋油气战略资源及非常规油气藏方向转移，作为非常规油气资源勘探第一梯队的致密砂岩储层和第二梯队的页岩气、煤层气也成为石油地质学家和石油开发专家们的新焦点，在进行非常规油气资源勘探与开发过程中，受到地质认识理论水平、测试技术与方法以及开发技术手段等多方面因素共同制约，相对于常规油气藏来说，非常规油气藏具有地质条件更复杂、勘探难度更大、影响因素更多的特点，特别是在非常规储集岩中的孔隙类型及分布比常规储集岩中要更为细小的多，储集空间主要为微孔和介孔，造成采用常规压汞或恒速压汞测试时无法准确反应孔隙结构，但随着等温吸附方法反映岩石比表面及孔径分布的发展，采用等温吸附能更真实还原地层条件下岩石的孔隙结构。 

在海洋油气资源及非常规勘探开发过程中，岩心资料的获取更为困难，使得仅有的取芯资料也越发显得珍贵，实验室测试时应充分使用这些取芯资料。现有的等温吸附仪测试岩石比表面和分析孔径分布时，首先要将岩石样品粉碎成粉末，在粉碎过程中，一方面粉碎后的粉末会增大岩石表面的孔径分布概率，这样对比表面的误差影响较大；另一方面粉碎过程中的机械动力作用会改变煤岩、泥页岩等可塑性程度较高的岩石孔隙结构，实验分析的孔径分布结果也将失真；此外，在测试完后原有测试装置中的粉末将被废弃，这造成对珍贵的岩心材料使用方面的浪费，同时因为测试其他的岩石物理性质需要再重新取样，将不利于同一块样品各项岩石物理性质的对比。 

正确认识非常规油气藏储层中的岩石比表面及孔径分布特征，是进行储层评价、准确评估油气藏地质资源量的基础，并为开发过程中制定可行的开发方案提供可靠地质依据。基于上述多种因素的共同制约，实验室条件下测试分析非常规或常规油气藏储集岩比表面及孔径分布特征时，应充分使用每一份珍贵的岩心资料，根据样品自身的岩性特征，尽可能降低各种影响因素，准确获取储集体各种物理、化学性质，并能够更为直观的进行对比。 

发明内容

本发明是根据当前进行海洋油气资源及非常规油气藏勘探开发过程中，用于测试岩石比表面及孔径分布特征的等温吸附仪中装载样品装置只能装粉末及碎样的缺陷，提供一种既能装粉末及碎样，又能装柱状岩心样品的装置，其特点是（发明内容）针对比表面、孔径分布测试样品的装置能够承受-196~600℃温度范围且容纳直径Φ25mm，高度大于30mm岩心柱子装置，提供一种操作简单便捷，又能使测量值更加准确可靠装置，同时能够保证样品在测试完成后可以用于其它方面研究测试，改造投入成本低，实验室操作方便、快捷，岩心取芯样品利用率高，数据结果更加真实可靠，与各种岩石物理、化学性质以及储层四性（岩性、电性、物性、含油气性）对比更加直观（（见附图1样品装置、附图2）。 

本发明者在实验室分析研究非常规油气储层岩石比表面和孔径分布及实验结果时发现，对于孔隙度较高、孔隙半径较大的样品测试其比表面和孔径分布时，粉碎成粉末的样品与块状样品在测试时结果区别不大，但在研究非常规油、气藏储层岩石时，煤岩储层和泥页岩储层的孔隙结构受粉碎的机械扰动影响较大，而在致密砂岩储层中，特别是在封闭体系成岩系统条件下1个单位的长石蚀变成0.66个单位的高岭石和0.33个单位的石英，虽然对样品总孔隙度的影响不大，但孔隙半径则由之前较大的粒间孔变为微孔隙，这类岩石在粉碎时也会因机械粉碎作业过程改变微孔的孔隙结构，与岩石地层真实性相差甚远，甚至出现错误的结论，误判了储层孔隙结构，致使非常规能源勘探和开发失败，带来了巨大损失，阻碍了国家非常规能源勘探和开发步伐。 

本发明的目的通过以下技术进行改造，其中所述装置材质除特殊说明外，均为石英质材料，长度单位均为mm。 

1. 装置及规格 

（1）用于盛放测试样品的装置（附图1、附图2）主要包括三部分，样品盛放装置（附图1中的二和附图2中的五）、对接样品盛放样品装置和等温吸附仪的装置（附图1中的一和附图2中的四）、以及固定装置（附图1中的三和附图2中六）。在附图1中，将样品置入装置二中，与装置一对接，接口处用装置三进行加固，装置一和装置二对接处采用磨砂面接触并涂抹密封油进行密封，在测试过程中抽真空状态达到1Pa时，足以满足使用要求；同样在附图2中装置五中置入测试样品后与装置四对接，用装置六在接口处加固，装置四与装置五对接处采用附图1中的密封工艺。