[发明专利]一种基于矿物离子浓度的岩石孔隙率评估方法及系统

说明书

本发明公开一种基于矿物离子浓度的岩石孔隙率评估方法及系统，包括，采集软岩矿物的核磁信号、第一特征峰强度、第一矿物成份；将软岩矿物进行干湿循环试验后干燥磨碎，采集经过处理的软岩矿物的第二特征峰强度、第二矿物成份以及用于干湿循环试验的水溶液的阳离子质量浓度；基于第一特征峰强度、核磁信号、第二特征峰强度，评估软岩矿物在干湿循环作用下的内部孔隙变化规律；基于第一矿物成份、第二矿物成份、阳离子质量浓度，评估软岩矿物在干湿循环作用下的内部化学反应并根据内部孔隙变化规律，评估软岩矿物的岩石孔隙率的演化规律；本发明为定量研究干湿循环作用下软岩孔隙率测试提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及岩石力学领域，具体涉及一种基于矿物离子浓度的岩石孔隙率评估方法及系统。

背景技术

干湿循环作用下炭质泥岩细观结构演变是复杂的水-岩相互作用过程，从矿物离子浓度角度定量计算岩石内部孔隙体积，对认识岩石内部细观结构特征和准确评估岩石的力学性能具有重要意义。

以往研究大多关注水-岩相互作用的细观结构变化、崩解形态、颗粒结构演化、力学及变形特性，而较少基于化学分析探讨软岩矿物成份演变规律，特别是较少从水-岩化学反应角度建立岩石的孔隙演化方程，急需一种定量描述干湿循环作用下软岩的损伤演化过程的方法和系统，以满足现有的技术需求。

发明内容

本发明的目的在于通过测试岩石干湿循环作用过程的溶液离子浓度，根据矿物反应原理分析矿物的化学反应，利用离子守恒原理，建立矿物离子浓度与孔隙率的函数关系，定量计算炭质泥岩的孔隙率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于矿物离子浓度的岩石孔隙率评估方法，包括以下步骤：

采集软岩矿物的核磁信号；

基于软岩矿物获得第一样品试样，采集第一样品试样的第一特征峰强度、第一矿物成份；

将第一样品试样进行干湿循环试验后干燥磨碎，获得第二样品试样，采集第二样品试样的第二特征峰强度、第二矿物成份以及用于干湿循环试验的水溶液的阳离子质量浓度；

基于第一特征峰强度、核磁信号、第二特征峰强度，评估软岩矿物在干湿循环作用下的内部孔隙变化规律；

基于第一矿物成份、第二矿物成份、阳离子质量浓度，评估软岩矿物在干湿循环作用下的内部化学反应规律；

根据内部孔隙变化规律、内部化学反应规律，评估软岩矿物的岩石孔隙率的演化规律。

优选地，在将软岩矿物干燥磨碎获得第一样品试样的过程中，对软岩矿物干燥磨碎后，使用孔径0.0074mm筛孔过筛，对过筛后的软岩矿物通过四分法选取试样3g左右，然后压片制样，获得第一样品试样。

优选地，在获得第二样品试样的过程中，通过电感耦合等离子体质谱仪对干湿循环试验产生的水溶液进行分析，获得阳离子质量浓度。

优选地，在采集核磁信号的过程前，将软岩矿物制成50mm×100mm试样后进行抽真空饱和12h后，通过核磁共振成像分析仪，获得核磁信号。

优选地，在评估内部孔隙变化规律的过程中，根据第一特征峰强度、第二特征峰强度，分析软岩矿物的矿物成份的特征峰变化规律；

根据核磁信号，利用标准刻度样品进行刻度，获得软岩矿物的孔隙率；

根据特征峰变化规律、孔隙率，评估内部孔隙变化规律。

优选地，在评估内部化学反应规律的过程中，根据第一矿物成份，获得第一样品试样的第一矿物成份、第一化学成份含量；

根据第二矿物成份，获得第二样品试样的第二矿物成份、第二化学成分含量；

根据第一矿物成份、第二矿物成份、第一化学成份含量、第二化学成分含量、阳离子质量浓度，评估内部化学反应规律。