本发明专利技术公开了一种基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置及方法，该装置包括通过连通管路相连通的压力室（1）、气压加载系统（2）、围压加载系统（3）、待测低渗岩石（4）、高精度压力计（5）；所述待测低渗岩石（4）放置在压力室（1）内；所述气压加载系统（2）向待测低渗岩石（4）的上下表面加载气压；所述高精度压力计（5）用于测量连通管路内的气压；所述围压加载系统（3）向待测低渗岩石（4）的四周加载围压。本发明专利技术的方法是通过气压加载后高精度压力计测量的惰性气体压力变化，推求不同围压下岩样的有效孔隙度。本发明专利技术具有装置操作简单、试验测量的围压范围广、测试精度高、试验周期短、最终成果转化容易的优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，该装置包括通过连通管路相连通的压力室（1）、气压加载系统（2）、围压加载系统（3）、待测低渗岩石（4）、高精度压力计（5）；所述待测低渗岩石（4）放置在压力室（1）内；所述气压加载系统（2）向待测低渗岩石（4）的上下表面加载气压；所述高精度压力计（5）用于测量连通管路内的气压；所述围压加载系统（3）向待测低渗岩石（4）的四周加载围压。本专利技术的方法是通过气压加载后高精度压力计测量的惰性气体压力变化，推求不同围压下岩样的有效孔隙度。本专利技术具有装置操作简单、试验测量的围压范围广、测试精度高、试验周期短、最终成果转化容易的优点。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
低渗岩石是进行地下石油和天然气储存、C02储存、页岩气储存、核废料处置的主要介质和地质环境，也是水利水电、矿山和隧道等工程建设中常见的一种复杂介质。低渗岩石有效孔隙度的大小直接决定了岩石的结构和渗透性能，因而对其的准确测量对研究岩石结构和渗透性能至关重要。目前，有效孔隙度的测量方法通常有三种:实验室方法、各种井下测试技术为基础的间接方法，如气体孔隙率仪，核磁共振井技术等，还可利用图像处理技术，结合电镜扫描图片得到岩样切片的面孔隙度。这些方法都有各自的应用范围和优缺点，而且这些方法主要是针对渗透性较高的岩石进行的。对渗透率低的低渗岩石，还缺少更加精确和简单的测试装置和方法。岩石材料有效孔隙度的测试方法主要有液体测量法和气体测量法。液体饱和测量法基于阿基米德原理，气体测量法基于玻意耳定理。采用液体进行测量，其设备简单、成本低，但存在的问题是:低渗的岩心样品很难饱和进液体，如采用高压饱和法，对样品会造成一定的伤害，不利于科学分析。采用气体进行测量，其误差比较大，尤其是特低渗岩心的孔隙度本身就小，即使1%。的测量误差，对比较规则的样品也会导致测试结果的偏差在10%以上，不规则、有缺陷的样品偏差就更大。。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，克服以往测量孔隙度误差大、结果不稳定等问题。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案: 一种基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置，包括待测低渗岩石和通过连通管路相依次连通的气压加载系统、高精度压力计、压力室、围压加载系统；其中，所述连通管路包括连接管路、第一至第五阀门以及与外界大气压连通的腔体；所述待测低渗岩石放置在压力室内；所述气压加载系统向待测低渗岩石的上下表面加载气压；所述高精度压力计用于测量连通管路内的气压；所述围压加载系统向待测低渗岩石的四周加载围压；所述第一阀门设置在气压加载系统和腔体之间的连接管路上；所述第二阀门设置在腔体上，用于控制腔体与外界大气压的通断；所述第三阀门设置在腔体与高精度压力计之间的连接管路上；所述第四、第五阀门分别设置在连通压力室上下部的连接管路上。所述气压加载系统包括惰性气体气源、气压控制装置；所述气压控制装置用于控制输出气压；所述惰性气体气源提供的惰性气体为氩气。一种基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置进行测量的方法，包括以下步骤:步骤1:选取天然低渗岩石试样，将岩石试样加工成圆柱形状，测量其直径和高度，通过计算得到岩石试样的体积K; 步骤2:将岩石试样用高性能橡胶套装好后，放入压力室中，并调整岩石试样位置使之平衡； 步骤3:打开围压控制装置向岩石试样施加围压至预定值后关闭，使围压持续稳定在预定值； 步骤4:关闭第一阀门，打开第二至第五阀门使所有管路与外界大气相通，放置一段时间待仪器内部的气体排放干净，并将高精度压力计校正为O ; 步骤5:关闭第二、第四、第五阀门，打开第一、第三阀门，打开气压加载系统向管路施加气压； 步骤6:关闭第一、第三阀门，待高精度压力计读数稳定后，记录读数Λ ； 步骤7:打开第四、第五阀门，使得气体从管道内向岩体内扩散，待高精度压力计读数稳定后，记录读数Λ ； 步骤8:重复步骤4~步骤7，进行不同围压条件下的气体实验，记录实验数据； 步骤9:通过下列公式计算岩石试样在不同围压下的有效孔隙度:【权利要求】1.一种基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置，其特征在于:该装置包括待测低渗岩石(4)和通过连通管路相依次连通的气压加载系统(2)、高精度压力计(5)、压力室(I)、围压加载系统(3);其中，所述连通管路包括连接管路、第一至第五阀门以及与外界大气压连通的腔体；所述待测低渗岩石(4)放置在压力室(I)内；所述气压加载系统(2)向待测低渗岩石(4)的上下表面加载气压；所述高精度压力计(5)用于测量连通管路内的气压；所述围压加载系统(3)向待测低渗岩石(4)的四周加载围压；所述第一阀门设置在气压加载系统(2)和腔体之间的连接管路上；所述第二阀门设置在腔体上，用于控制腔体与外界大气压的通断；所述第三阀门设置在腔体与高精度压力计(5)之间的连接管路上；所述第四、第五阀门分别设置在连通压力室(I)上下部的连接管路上。2.根据权利要求1所述的基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置，其特征在于:所述气压加载系统包括惰性气体气源、气压控制装置；所述气压控制装置用于控制输出气压。3.根据权利要求2所述的基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置，其特征在于:所述惰性气体气源提供的惰性气体为氩气。4.一种采用如权利要求1所述的基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置进行测量的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:选取天然低渗岩石试样，将岩石试样加工成圆柱形状，测量其直径和高度，通过计算得到岩石试样的体积K; 步骤2:将岩石试样用高性能橡胶套装好后，放入压力室(I)中，并调整岩石试样位置使之平衡； 步骤3:打开围压控制装置(3)向岩石试样施加围压至预定值后关闭，使围压持续稳定在预定值； 步骤4:关闭第一阀门，打开第二至第五阀门使所有管路与外界大气相通，放置一段时间待仪器内部的气体排放干净，并将高精度压力计(5)校正为O ; 步骤5:关闭第二、第四、第五阀门，打开第一、第三阀门，打开气压加载系统(2)向管路施加气压； 步骤6:关闭第一、第三阀门，待高精度压力计(5)读数稳定后，记录读数Λ ； 步骤7:打开第四、第五阀门，使得气体从管道内向岩体内扩散，待高精度压力计(5)读数稳定后，记录读数Λ ; 步骤8:重复步骤4~步骤7，进行不同围压条件下的气体实验，记录实验数据； 步骤9:通过下列公式计算岩石试样在不同围压下的有效孔隙度:式中，Kv=Od1/ P2) X V1-(； 式中，φ为有效孔隙度，以百分数表示；κν为岩石试样孔隙体积，其中也包括裂隙体积；K为岩石试样体积A为已知的第三阀门与第四、第五阀门之间管道的体积；κ2为第五阀门与待测岩石试样之间管道的体积；κ3为第四阀门与待测岩石试样之间管道的体积'Ρy、Ρ2为实验记录的高精度压力计读数。5.根据权利要求4所述的一种采用基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置进行测量的方法，其特征在于，步骤9所述K2+K3通过校正实验得到，其中校正实验的步骤如下: 步骤A:选取一个完全不透气的金属试样，外部套好橡胶套，放入压力室(I)中； 步骤B:按照步骤3~步骤7进行实验，记录高精度压力计(5)的读本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于惰性气体实验的低渗岩石有效孔隙度测量装置，其特征在于：该装置包括待测低渗岩石（4）和通过连通管路相依次连通的气压加载系统（2）、高精度压力计（5）、压力室（1）、围压加载系统（3）；其中，所述连通管路包括连接管路、第一至第五阀门以及与外界大气压连通的腔体；所述待测低渗岩石（4）放置在压力室（1）内；所述气压加载系统（2）向待测低渗岩石（4）的上下表面加载气压；所述高精度压力计（5）用于测量连通管路内的气压；所述围压加载系统（3）向待测低渗岩石（4）的四周加载围压；所述第一阀门设置在气压加载系统（2）和腔体之间的连接管路上；所述第二阀门设置在腔体上，用于控制腔体与外界大气压的通断；所述第三阀门设置在腔体与高精度压力计（5）之间的连接管路上；所述第四、第五阀门分别设置在连通压力室（1）上下部的连接管路上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王环玲，徐卫亚，左婧，贾朝军，王伟，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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