[发明专利]岩石水化作用程度表征方法及系统

说明书

本申请实施例提供一种岩石水化作用程度表征方法及系统，通过在吸附实验腔室充入吸附气对待测岩样进行低温氮气吸附实验，并根据分析仪采集的待测岩样的初始气体数据得到水化之前的初始分形维数。然后通过浸泡腔室对待测岩样进行浸泡处理，并对浸泡处理之后的待测岩样进行低温氮气吸附实验，再根据分析仪采集的吸附气体数据得到水化之后的孔隙结构的分形维数。最后，利用水化之前的初始分形维数及水化后的分形维数构建水化作用指数。如此，通过待测岩样水化作用前后的吸附气体数据以计算得到对应的分形维数，再利用水化作用前后的分形维数构建待测岩样的水化作用指数，可合理、有效地定量表征岩石的水化作用程度，为后续岩石储层分析提供参考资料。

技术领域

本发明涉及地质数据分析技术领域，具体而言，涉及一种岩石水化作用程度表征方法及系统。

背景技术

目前，硬脆性页岩岩石是油气资源勘探开发逐渐走向深层油气资源钻遇的地质体，也是页岩气的地质赋存体。硬脆性页岩的黏土矿物主要以伊利石为主，含有一定量伊/蒙混层，其水化膨胀作用较弱且该地层常发生崩落掉块现象，这不同于水化膨胀性泥页岩地层，其黏土矿物主要以蒙脱石为主，且水化膨胀作用较强。这说明硬脆性页岩与水化膨胀性泥页岩水化机理有明显的不同，即现有的水化膨胀性泥页岩的水化问题研究成果应用于解释硬脆性页岩的水化问题时具有一定局限性。

针对富有机质硬脆性页岩水化相关研究，目前，硬脆性页岩岩石的水化作用程度缺少合理的表征方法，不同硬脆性页岩岩石之间的水化作用程度差异也缺少合理参数对比。因此，需要提出一种岩石水化作用程度的定量表征方法。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于，提供一种岩石水化作用程度表征方法及系统，以通过待测岩样在水化前后的吸附实验后得到的孔隙结构的分形维数构建水化作用指数，从而合理、有效地表征水化作用程度。

本申请实施例提供一种岩石水化作用程度表征方法，应用于岩石水化作用程度表征系统，所述系统包括处理设备以及与所述处理设备连接的吸附实验腔室、分析仪以及浸泡腔室，所述方法包括：

在所述吸附实验腔室内充入吸附气以进行待测岩样的吸附实验，其中，所述吸附实验为在液氮温度条件下进行的氮气吸附实验；

所述分析仪采集待测岩样在吸附实验后的初始吸附气体数据，并发送至所述处理设备；

所述处理设备根据获得的初始吸附气体数据计算得到待测岩样的孔隙结构的初始分形维数；

在所述浸泡腔室对所述待测岩样进行浸泡处理，并将浸泡处理后的待测岩样送入所述吸附实验腔室；

再次在所述吸附实验腔室内充入吸附气对浸泡处理后的待测岩样进行吸附实验；

所述分析仪采集浸泡处理之后的待测岩样在吸附实验后的吸附气体数据，并发送至所述处理设备；

所述处理设备根据获得的吸附气体数据计算得到待测岩样的孔隙结构的分形维数，并根据计算得到的所述初始分形维数以及浸泡处理之后的分形维数构建待测岩样的水化作用指数。

可选地，所述处理设备根据获得的吸附气体数据计算得到待测岩样的孔隙结构的分形维数的步骤，包括：

计算获得的吸附气体数据的第一自然对数；

获取吸附实验中的平衡压力与饱和蒸汽压压力之间的比值，并计算所述比值的第二自然对数，再求取所述第二自然对数的第三自然对数；

根据所述第一自然对数以及所述第三自然对数绘制关系曲线图；

根据所述关系曲线图的斜率获得待测岩样的孔隙结构的分形维数。

可选地，所述关系曲线图根据所述第一自然对数以及所述第三自然对数按以下公式绘制得到：

ln(V)＝(D-3)ln(ln(P_o/P))+C