利用核磁共振測(cè)量巖石孔隙度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及巖石分析技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種利用核磁共振測(cè)量巖石孔隙 度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 核磁共振測(cè)量巖石的孔隙度是對(duì)巖石孔隙中含氫流體的核磁弛豫信號(hào)進(jìn)行測(cè)量， 通過(guò)不同大小孔隙中氫離子的響應(yīng)，最終得出巖石孔隙結(jié)構(gòu)和總孔隙度。碳酸鹽巖往往因 為溶蝕作用，具有比較大的溶孔和溶洞，但是用常規(guī)的測(cè)量方法往往不能準(zhǔn)確測(cè)量巖石中 的孔隙系統(tǒng)，這是因?yàn)榇罂紫吨械乃跍y(cè)量過(guò)程中流失到巖石周圍，造成束縛水和小孔中 的水評(píng)價(jià)過(guò)尚。
[0003] 近年來(lái)，核磁共振儀器在巖石孔隙測(cè)量分析中越來(lái)越受到青睞，孔隙孔徑比較小 的巖石在飽含水情況下測(cè)量還是比較準(zhǔn)確，但是具有孔徑較大溶孔的巖石用常規(guī)的核磁共 振測(cè)量方法有所偏差，主要問(wèn)題為：具有大孔隙的巖石在飽含水后，在塑料薄膜包裹過(guò)程 中，大孔隙中的水非常容易丟失，使得最終測(cè)量出的孔隙度偏小;在核磁共振測(cè)量過(guò)程中， 大孔隙中的水容易滲流到薄膜上，使得用核磁共振測(cè)量出的小孔徑孔隙所占比例增大，大 孔徑孔隙所占的比例減小，造成核磁共振對(duì)大孔隙的孔隙結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用核磁共振測(cè)量巖石孔隙度的方法，可以通過(guò)吸水 性物質(zhì)束縛住巖石溶孔中的水，提高孔隙度測(cè)量值的準(zhǔn)確度。
[0005] 本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種利用核磁共振測(cè)量巖石孔隙度的方法，包括如下步驟：
[0007] (1)、將具有溶孔的巖石加工成柱狀的巖心柱，去除巖心柱附著的有機(jī)物；
[0008] (2)、在巖心柱的溶孔中塞入柔性的吸水性物質(zhì)；
[0009] (3)、將巖心柱在2MPa-5MPa壓力下浸沒(méi)于水中24h-72h;
[0010] (4)、取出巖心柱，除去巖心柱表面的水，再使用薄膜包覆巖心柱；
[0011] (5)、將巖心柱進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)得出孔隙度。
[0012] 本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供的利用核磁共振測(cè)量巖石孔隙度的方法的有益效果是：
[0013] 將具有溶孔的巖石加工成柱狀的巖心柱，去除巖心柱附著的有機(jī)物，防止有機(jī)物 對(duì)核磁共振實(shí)驗(yàn)的影響而使孔隙度的值產(chǎn)生偏差。向巖心柱的溶孔內(nèi)塞入吸水性物質(zhì)，而 后將巖心柱在2MPa-5MPa壓力下浸沒(méi)于水中24h-72h，使水充分的進(jìn)入巖心柱的溶孔中而被 吸水性物質(zhì)束縛在溶孔內(nèi)。其后，取出巖心柱，除去巖心柱表面的水，再使用薄膜包覆巖心 柱，防止巖心柱的溶孔中的水在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中流失，進(jìn)而始終保持在溶孔中，這樣在進(jìn)行核 磁共振實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的孔隙度值更加準(zhǔn)確，利于后續(xù)對(duì)巖石的研究。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附 圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì) 范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這 些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0015] 圖1為本發(fā)明的第一試驗(yàn)例獲得的T2圖譜；
[0016] 圖2為本發(fā)明的第二試驗(yàn)例獲得的T2圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中 的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建 議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn) 品。
[0018] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的利用核磁共振測(cè)量巖石孔隙度的方法進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0019] -種利用核磁共振測(cè)量巖石孔隙度的方法，包括如下步驟：
[0020] (1)、將具有溶孔的巖石加工成柱狀的巖心柱，使用巖心鉆孔取樣機(jī)將具有溶孔的 巖石鉆成直徑為2cm-2.5cm的柱狀物，再使用巖石切割機(jī)將圓柱體的巖石切割成長(zhǎng)度為 4.5 c m- 5 c m的巖心柱，得到方便進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)的巖心柱。去除巖心柱附著的有機(jī)物的方 式有很多，例如使用高溫蒸發(fā)、活性劑洗滌等方式。本發(fā)明中，優(yōu)選，使用有機(jī)溶劑溶解巖心 柱附著的有機(jī)物，有機(jī)溶劑不僅能夠快速完全的溶解有機(jī)物，去除巖心柱的有機(jī)物效果好， 同時(shí)有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)較低，易去除，不會(huì)在巖心柱上造成殘留，影響核磁共振實(shí)驗(yàn)的效果。
[0021] 作為優(yōu)選，有機(jī)溶劑可以選用乙醇、二氯甲烷、苯、四氯甲烷、氯仿等。以上述有機(jī) 溶劑為提取溶劑，對(duì)巖心柱進(jìn)行索式提取至少24h，然后烘巖心柱至有機(jī)溶劑揮發(fā)，防止有 機(jī)物對(duì)核磁共振實(shí)驗(yàn)的影響而使孔隙度的值產(chǎn)生偏差。索式提取是從固體物質(zhì)中萃取化合 物的一種方法，其是用溶劑將固體長(zhǎng)期浸潤(rùn)而將所需要的物質(zhì)浸出來(lái)，利用溶劑回流和虹 吸原理，使固體物質(zhì)每一次都能為純的溶劑所萃取，當(dāng)溶劑加熱沸騰后，蒸汽通過(guò)導(dǎo)氣管上 升，被冷凝為液體滴入提取器中。當(dāng)液面超過(guò)虹吸管最高處時(shí)，即發(fā)生虹吸現(xiàn)象，溶液回流 入燒瓶，因此可萃取出溶于溶劑的部分物質(zhì)，就這樣利用溶劑回流和虹吸作用，使固體中的 可溶物富集到燒瓶?jī)?nèi)。這種方法去除巖心柱附著的有機(jī)物更加徹底，利于減少有機(jī)物的存 在對(duì)孔隙度值的影響，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0022]更佳的，有機(jī)溶劑采用氯仿，氯仿又為三氯甲烷，沸點(diǎn)為61-62Γ，易揮發(fā)并且對(duì)大 多數(shù)有機(jī)物的溶解性好，有機(jī)物能快速的溶解在其中。以氯仿為提取溶劑，對(duì)巖心柱進(jìn)行索 式提取24h-48h，然后在100°C-105°C下烘巖心柱至氯仿?lián)]發(fā)，由于氯仿的特性，在24h-48h 的情況下可以完全溶解巖心柱中的有機(jī)物，在100°C-105°C下能夠保證在較快的時(shí)間內(nèi)使 氯仿?lián)]發(fā)完全，保證實(shí)驗(yàn)的快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行，防止有機(jī)物對(duì)核磁共振實(shí)驗(yàn)的影響而使孔隙 度的值產(chǎn)生偏差。
[0023] (2)、向巖心柱的溶孔內(nèi)塞入柔性的吸水性物質(zhì)，吸水性物質(zhì)是指:遇水后能吸水 膨脹一定體積并將水儲(chǔ)存起來(lái)的物質(zhì)。柔性是指:具有可變形性的軟質(zhì)材料，例如海綿、棉 花等。本發(fā)明中，優(yōu)選采用棉花作為柔性吸水性物質(zhì)，棉花具有很好的吸水性能，密度很小， 較少的棉花就可以吸收較多的水，并且其不會(huì)影響核磁共振的實(shí)驗(yàn)值。溶孔包括孔徑2 2_ 的大直徑溶孔和孔徑〈2_的小直徑溶孔，小直徑溶孔的孔徑小，水滲入其中后，溢出的速率 較慢，因此不需在塞入吸水性物質(zhì)保水，因此本發(fā)明的實(shí)施例中，均優(yōu)選只將吸水性物質(zhì)塞 入大直徑溶孔中。需要說(shuō)明的是，在小直徑溶孔中塞入棉花等吸水性物質(zhì)也是可行的。
[0024] 在大直徑溶孔中塞入柔性的吸水性物質(zhì)后，溶孔中的水能夠通過(guò)吸水性物質(zhì)束縛 在溶孔中，巖心柱的溶孔中能長(zhǎng)期保有一定量的水，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中溶孔中的水流失也會(huì) 較少，使后續(xù)的核磁共振實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驕?zhǔn)確的反映巖石中的溶孔的孔隙度。
[0025] 當(dāng)溶孔中棉花塞入過(guò)多時(shí)，棉花會(huì)露出溶孔，棉花的量過(guò)大，相應(yīng)的，棉花吸收的 水與溶孔實(shí)際應(yīng)該束縛的水相比偏多，在核磁共振測(cè)量的過(guò)程中，得到的孔隙度值會(huì)偏大； 當(dāng)溶孔中棉花塞入過(guò)少時(shí)，棉花不能塞滿溶孔，棉花的量過(guò)小，相應(yīng)的，棉花吸收的水與溶 孔實(shí)際應(yīng)該束縛的水相比偏少，在核磁共振測(cè)量的過(guò)程中，得到的孔隙度值會(huì)偏小。因此， 較佳的，塞入棉花〇. 005g-0.02g到孔徑為的大直徑溶孔中；塞入棉花0.02g-0.03g 到孔徑為的大直徑溶孔中；塞入棉花0.03g-0.06g到孔徑為的大直徑溶孔 中；塞入棉花0.06g-0.08g到孔徑大于8mm的大直徑溶孔中。需要說(shuō)明的是，小直徑溶孔中可 以塞入棉花，也可以不塞入棉花。使巖心柱的溶孔中都充滿水，溶孔中的水能夠通過(guò)棉花束 縛在溶孔中，不會(huì)在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中造成溶孔中的水流失，使后續(xù)的核磁共振實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驕?zhǔn)確 的反映巖心柱中的溶孔的孔隙度。
[0026] (3)、將巖心柱在2MPa_5MPa壓力下浸沒(méi)于水中24h_72h，壓力過(guò)小，水不容易進(jìn)入 巖心柱中比較小或者比較深的溶孔內(nèi)，壓力過(guò)大，會(huì)使巖心柱發(fā)生破損、甚至損壞。浸沒(méi)水 的時(shí)間過(guò)短，巖心柱的溶孔中不能完全充滿水，浸沒(méi)水的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)資 源。所以，使用巖心抽空加壓飽和實(shí)驗(yàn)儀在2MPa-5MPa壓力下使巖心柱完全浸沒(méi)在水中24h-72h，使巖心柱的所有溶孔中都充滿水，棉花也吸收足夠的水，使后續(xù)的核磁共振實(shí)驗(yàn)?zāi)軌?準(zhǔn)確的反映巖心柱中的溶孔