技術(shù)特征：

1.一種基于滲吸和離子擴(kuò)散特性的頁(yè)巖孔徑測(cè)量裝置，其特征在于，它包括：高精度分析天平(1)、支架(2)、燒瓶(3)、魚(yú)線(4)、磁力攪拌器(5)、升降系統(tǒng)(6)、電導(dǎo)率儀(7)、恒溫恒濕箱(8)；

所述高精度分析天平(1)置于所述支架(2)上方，用于測(cè)量頁(yè)巖樣品吸水前后的質(zhì)量變化；

所述支架(2)置于所述恒溫恒濕箱(8)內(nèi)，用于承載所述高精度分析天平(1)；所述支架(2)中間設(shè)有小孔，用于將懸掛在所述高精度分析天平(1)上的頁(yè)巖樣品垂直懸吊到所述支架(2)內(nèi)部；

所述燒瓶(3)置于所述磁力攪拌器(5)上表面，用于盛裝蒸餾水，垂掉在所述高精度分析天平(1)上的頁(yè)巖樣品上升或下降時(shí)可以從所述燒瓶(3)口部出入；

所述魚(yú)線(4)用于將頁(yè)巖樣品垂掉在所述高精度天平(1)上；

所述磁力攪拌器(5)置于所述升降系統(tǒng)(6)上表面，用于攪拌所述燒瓶(3)內(nèi)的蒸餾水；

所述升降系統(tǒng)(6)用于升降所述燒瓶(3)，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖樣品浸沒(méi)或離開(kāi)所述燒瓶(3)中的蒸餾水；

所述電導(dǎo)率儀(7)垂掉于所述燒瓶(3)內(nèi)蒸餾水中，用于測(cè)定所述燒瓶(3)內(nèi)蒸餾水的離子濃度；

所述恒溫恒濕箱(8)用于使所述高精度分析天平(1)、所述支架(2)、所述燒瓶(3)、所述魚(yú)線(4)、所述磁力攪拌器(5)、所述升降系統(tǒng)(6)、所述電導(dǎo)率儀(7)處于恒溫恒濕環(huán)境。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于滲吸和離子擴(kuò)散特性的頁(yè)巖孔徑測(cè)量裝置，其特征在于：所述高精度分析天平(1)的精度為0.0001g。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于滲吸和離子擴(kuò)散特性的頁(yè)巖孔徑測(cè)量裝置，其特征在于：所述燒瓶(3)為250ml燒瓶。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于滲吸和離子擴(kuò)散特性的頁(yè)巖孔徑測(cè)量裝置，其特征在于：所述魚(yú)線(4)為0.6號(hào)魚(yú)線。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于滲吸和離子擴(kuò)散特性的頁(yè)巖孔徑測(cè)量裝置，其特征在于：所述電導(dǎo)率儀(7)精度為0.1μS/cm。

6.一種基于滲吸和離子擴(kuò)散特性的頁(yè)巖孔徑測(cè)量方法，其特征在于，包括下列步驟：

A.提取圓柱形頁(yè)巖樣品，計(jì)算截面積A_c，用環(huán)氧樹(shù)脂將圓柱形頁(yè)巖樣品柱面封固，置于烘干箱中烘干，直至圓柱形頁(yè)巖樣品質(zhì)量不再變化；

B.將高精度分析天平置于支架上，使用魚(yú)線將烘干后的圓柱形頁(yè)巖樣品懸掛于高精度分析天平上，記錄高精度分析天平讀數(shù)M0；

C.將升降系統(tǒng)置于支架下方，燒瓶置于磁力攪拌器上，磁力攪拌器置于升降系統(tǒng)上；

D.向燒瓶?jī)?nèi)加入體積為V的蒸餾水，并測(cè)定水中電導(dǎo)率G0；

E.開(kāi)啟磁力攪拌器，使升降系統(tǒng)上升，使圓柱形頁(yè)巖樣品浸沒(méi)于蒸餾水中20秒；

F.使升降系統(tǒng)下降，使得圓柱形頁(yè)巖樣品完全露出水面，記錄天平讀數(shù)M1，并測(cè)定水中電導(dǎo)率G1；

根據(jù)氣水兩相滲流理論，計(jì)算單位面積吸水量V_imb和滲吸過(guò)程中離子擴(kuò)散引起的溶液電導(dǎo)率G隨時(shí)間的變化關(guān)系；其中涉及的物性參數(shù)x，k_w，P_c,S_wf,S_wi，μ_w,B,C，n都不需要進(jìn)行測(cè)定，B和C通過(guò)分析后期的測(cè)試曲線來(lái)獲得，其它參數(shù)通過(guò)后期的數(shù)學(xué)變換的手段消掉這些參數(shù)的影響；

根據(jù)Handy滲吸模型，水相滲吸前緣的位置x隨著滲吸時(shí)間t的變化關(guān)系為：

$x=\sqrt{\frac{2k_w{p}_{c}t}{{\mathrm{\φ\μ}}_{{}_w}(S_{wf}-S_{wi})}}$

式中k_w為水滲透率mD；P_c為毛細(xì)管力Pa，為孔隙度，S_wf為前緣含水飽和度，S_wi為初始含水飽和度；

由于圓柱形頁(yè)巖樣品致密，因此前緣含水飽和度較高，且圓柱形頁(yè)巖樣品經(jīng)過(guò)了烘干處理，則兩者間的差約等于1；

圓柱形頁(yè)巖樣品滲吸過(guò)程中，單位面積吸入水的體積隨著時(shí)間的變化為：

$V_{imb}/A_c=B+\sqrt{\frac{2k_w{p}_c\mathrm{\φ}(S_{wf}-S_{wi})t}{{\mathrm{\μ}}_w}}$

式中：B為單位面積水的滯留量g/cm²，μ_w為水的粘度

則離子擴(kuò)散引起的溶液電導(dǎo)率變化為：

$G/A_c=2\frac{C}{V}+\frac{4\mathrm{\π}rnC}{V}\sqrt{\frac{2k_w{p}_c}{{\mathrm{\φ\μ}}_{{}_w}(S_{wf}-S_{wi})}}\·\sqrt{t}$

式中：C為單位面積離子附著量mg/cm²，n為毛細(xì)管數(shù)；

G.再次使升降系統(tǒng)上升，使得圓柱形頁(yè)巖樣品完全浸沒(méi)于蒸餾水中20秒；

H.重復(fù)步驟F和步驟G，得到M～M0和G～G0隨著時(shí)間t的變化，即可得到吸水體積V_imb和溶液電導(dǎo)率G隨著時(shí)間t的變化；

I.繪制單位表面積的吸水體積、電導(dǎo)率隨著t^0.5的變化曲線，分別求取曲線斜率、滲吸速率A和離子擴(kuò)散速率D，將獲取的A和D進(jìn)行計(jì)算并可以獲得A/D的比值；

根據(jù)單位面積吸水量V_imb和滲吸過(guò)程中離子擴(kuò)散引起的溶液電導(dǎo)率G隨著時(shí)間變化的理論公式，計(jì)算滲吸速率A和離子擴(kuò)散D的比值，過(guò)程如下：

$V_{imb}/A_c=B+A\sqrt{t}$

$G/A_c=2\frac{C}{V}+D\sqrt{t}$

滲吸速率與離子擴(kuò)散速率之比為：

$\frac{A}{D}=\frac{Vr(S_{wf}-S_{wi})}{4C}=\frac{Vr}{4C}$

J.電導(dǎo)率曲線延長(zhǎng)線與縱軸的截距為C/V，得到頁(yè)巖的平均孔徑r。

$r=4\·\frac{A}{D}\·\frac{C}{V}$