第二章柱塞岩样制备方法

1、第二章柱塞岩样的制备方法、主讲人：韩博士(后)副教授，1。主要内容2.1柱塞岩样的概念2.2使用钻孔柱塞岩样的优点2.3制备柱塞岩样的一些方法和质量控制2.3.1岩样的钻孔和质量控制2.3.2端面切割、抛光和质量控制2.3.3岩样几何尺寸的测量2.3.4油冲洗法和质量控制2.3.5盐冲洗法和质量控制2.3.6干燥法和质量控制2.3.7饱和度控制法和质量控制、 2、2.1柱塞岩样的概念通常是指直径为25.445毫米，长度为25.450毫米。特点：金属丝直径和体积小，形状规则，易于钻孔，两个平行端面。 区分岩样：块状岩样、粒状岩样、方形岩样和全径岩样。全直径岩石样本，活塞岩石样本，、l、D=2r，

2、柱塞样品的几何描述、使用空心圆柱形钻头。，4，1，2，2，L4L，r，k S D，2)规则形状，关于几何尺寸的清晰概念，如长度，直径，体积等。可以为孔隙度、渗透率、电阻率、声速等的测量提供便利条件。、l、D=2r，柱塞样品的几何描述，如孔隙度测量，这有利于确定岩石样品的总体积；渗透率的测量有利于确定横截面积和长度；电阻率的测量有助于确定电极系数，完成电阻与电阻率的转换；通过测量声速很容易确定声波的传播距离。AP、v1d2r2l4 kql、l t、v、5、3)保证了探针与岩石样品之间的良好耦合，有利于提高岩石物理实验的准确性。例如，对于电阻率测量，降低接触电阻是有益的(空气的导电性差或油污染)；

3、对于声波测量，有利于减少耦合不良造成的严重能量损失(界面处的多次散射和干扰)，提高声速和声衰减的测量精度。耦合不良时，电(声)场、电(声)场激励和测量探头，耦合良好时，电(声)场激励和测量探头，6，2.3制备柱塞岩样的一些方法和质量控制，2.3.1岩样钻孔和质量控制2.3.2端面切割、抛光和质量控制2.3.3几何尺寸测量和质量控制2.3.4油洗方法和质量控制2.3.5盐洗方法和质量控制2.3.6干燥方法和质量控制2.3.7饱和度注意事项：1)钻井液冷却钻头的使用：钻井液使用不当会改变岩石的矿物结构，甚至导致孔隙结构的变化。例如，当岩样中富含吸水性强的粘土矿物(如伊利石、蒙脱石或伊利石-蒙脱石混

4、合层)时，如果使用清水，粘土矿物的晶体结构会因矿物吸水膨胀而发生变化，同时体积膨胀会占据部分孔隙空间，导致孔隙体积、尺寸和形状发生变化。在未知岩性的情况下，应首先使用煤油作为钻井工作液。8、2)钻具(岩样)应固定好，钻头重量应保持一致。原因：如果钻具晃动、钻进不均匀，岩样侧面会出现扭曲等不规则形状，给岩样直径测量带来麻烦。质量控制方法：用游标卡尺测量圆周方向三个以上不同位置的直径，最大和最小长度偏差在游标卡尺的最小分度值以内，即小于或等于0.02毫米，如果不合格，应报废。D1 D3 D2，柱塞式岩样钻孔质量控制方法图，MaxD MinD 0.02，9，2.3.2端面切割，抛光和质量控制，某些类

5、型的岩心端面磨床，某些类型的岩心切割和磨床，注意事项：1)工作液的使用与岩样钻孔相同。2)固定刀具(金刚石砂轮)和岩样，切割并抛光端面：用切割机切割圆柱体端面质量控制方法：用游标卡尺测量长度方向上三个以上不同位置测量的长度，最大和最小长度偏差在游标卡尺最小分度值以内，即小于或等于0.02毫米，如果不合格，重新切割和抛光。，l2，l3 l1，Maxl Minl 0.02，柱塞岩样端面切割和研磨质量控制方法说明，11，电子数字测径仪，2.3.3岩样几何尺寸测量，目的是准确测量长度和直径，并检查岩样钻孔和切割。工具：游标卡尺，测量精度为0.02毫米。方法：请参考钻孔样品和端面切割研磨的质量控制方法。

6、质量控制方法：测量几次，取平均值。示例：重复测量岩石样品的长度和直径的结果，2.3.4油冲洗方法和质量控制，油冲洗：从岩石样品中“冲洗”原油的过程。在这里洗相当于“清理”。必要性：有必要从油气藏的岩心中测量孔隙度和渗透率。孔隙中含有原油，原油将占据部分孔隙体积。如果不清洗油，岩石样品的孔隙度和绝对渗透率的测量将受到影响。阿尔奇公式中测量地层因素的必要性。洗油原理：相似相容性定理：意味着两种性质相似的物质可以相互溶解。13、(1)常温常压溶剂萃取原理，用脂肪萃取器将能溶解原油组分的有机溶剂加入并加热到仪器下部的容量瓶中，使纯洗油溶剂沸腾并以蒸汽状态上升到上部冷凝系统，然后滴入中间岩样室，反复浸泡

7、洗涤岩样直至达到一定液位， 然后将清洗后的原油和清洗油溶剂的混合溶液虹吸回仪器下部的容量。、脂肪提取器的结构图，特征：浸泡和接触溶解岩石样品中的原油成分，可接触的原油相对有限。14、(2)加压油冲洗法的原理。实质上，这种方法的原理与溶剂萃取法大致相同，但工作压力不同。根据压力可以加速有机溶剂从液体到气体分子的原理，可以加速洗油过程，洗油效率远远高于溶剂萃取法。压力上限：一般为4兆帕(40个大气压)；温度上限：一般为105(电加热管加热)；注：与脂肪提取法相比，装有清洗溶剂的容器从常压变为高压，温度变为高温。特征：岩石样品中的原油成分被浸泡溶解，可接触的原油相对有限。然而，油洗涤效率高于脂肪提取

8、方法。15、(3)二氧化碳驱油洗油法原理、用二氧化碳气体溶解洗油溶剂、加压：让溶剂进入岩样孔隙溶解原油组分、岩心(压力)室、用二氧化碳气体溶解洗油溶剂、卸压：用气体膨胀将含原油的溶剂带出岩样孔隙。根据溶解气驱原理，将溶有二氧化碳气体的洗油溶剂在压力下(通常为6.9兆帕)注入岩样中，使溶剂与原油混溶，然后释放压力，利用二氧化碳的体积膨胀，将溶有原油的洗油溶剂从岩样孔隙中去除，重复几次，达到洗油的目的。特点：通过加压和减压，溶剂能更大程度地接近岩石样品孔隙(喉道)中的原油成分，因此洗油更彻底。注：在岩心(压力)室内二氧化碳驱油的洗油过程中：由于压力可能会损坏岩样，因此对松散岩样加压和卸压的过程应缓

9、慢(30分钟或更长)1。6，2)油洗溶剂选择的自学。洗油过程是用有机溶剂溶解原油组分的过程。原油的有机成分：油、胶质和沥青质。所有可溶于氯仿和四氯化碳的成分称为油，它们是石油中最弱的极性成分，它们的成分主要是饱和烃和一些低分子芳烃。溶解在苯中的成分称为苯胶体，其成分主要是芳香烃和一些含有杂元素的具有芳环结构的化合物(主要是含有硫、氮和氧的多环芳香烃)。醇-苯胶体(或其他相应组分)可通过使用醇和苯的混合溶液(或其他更极性的溶剂如甲醇和丙酮等)获得。)，并且该胶体的成分主要是含有杂元素的非烃化合物。用石油醚分离，溶解在石油醚中的馏分是油和胶体。不溶于石油醚(但溶于苯、二硫化碳和氯仿等中性有机溶剂，

10、为胶体溶液，可被硅胶吸附)的其余成分为沥青质；后者是渣油的主要成分，其主要成分是结构复杂的高分子非烃化合物。常见的洗油溶剂有很多，如甲苯、苯、苯-甲醇-三氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二甲苯、丙酮、二氯乙烯、四氯乙烯、石脑油、乙烷、石油醚和溶剂汽油。事实上，没有一种洗油溶剂可以清洗所有的原油，所以根据石油的组成，通常选择它们的混合溶液作为洗油溶剂。原则上，根据工作区域的研究，应优先选择清洗效果好、毒性低、不易损坏和改变岩石样品孔隙结构的洗油溶剂。18、选择洗油溶剂的一般原则：(1)当岩石样品中含有水时，用四氯化碳洗油时会形成酸性化合物，高温时会释放光气，岩石样品中会残留不溶物质；(2)富含页岩的岩样

11、不宜使用高沸点(沸点108)的甲苯，以免因粘土矿物结晶水的损失而引起岩样孔隙结构的变化；(3)对于亲油岩样，可以选择汽油、四氯化碳(岩样无水时使用)或石油醚等溶剂，在一定程度上可以减少对润湿性的损害；(4)对于中性或亲水性岩石样品，可选择1:2或1:3醇苯。如果提取含有沥青基原油的样品，则使用甲苯或70氯代烷烃加30甲醇进行清洗。(5)如果地层的润湿性未知，应将其作为亲油岩样处理，以免损害岩样的润湿性。原理：石油芳烃和非烃组分的荧光。仪器：移液器、试管和紫外线仪(荧光灯)。具体操作方法：当肉眼观察到芯室中的溶剂无色时，将5ml溶液吸至试管中，在紫外光仪下照射，与荧光标准溶液的荧光颜色进行比较，

12、确定荧光水平。荧光液的制备方法：用滤纸除去原油中的机械杂质，用无水氯化钙脱水脱盐，称取0.5g原油，用氯仿稀释至50ml，取5ml(含0.05g)作为15级。将15级稀释一次，测量5毫升(0.025)作为14级，按照此方法依次得到13级至1级。标准，1514 0.025 0.005，13 0.0125 0.0025，3 1.22 * 10-5 2.44 * 10-6，2 6.10 * 10-6 1.22 * 10-6，1 3.05 * 10-6含量和浓度随品位呈指数下降，含量为0.05，浓度为0.01。特点：1。3)洗油质量检查目的：检查洗油效果，是否能很好的去除原油。(1)荧光检测法，灵敏度

13、高达20和2，可检测浓度为百万分之一。检验标准：当荧光较暗(深于3级)时，表示含油量高，岩心继续洗油；当荧光等级为12时，再次将其浸泡在洗油溶剂中8小时。当荧光检验表明洗油等级小于3时为合格，大于3时为不合格。继续清洗油，直到合格。注：荧光颜色与石油或沥青质的性质有关：轻质油为浅蓝色，较多胶质为黄色或绿色，较多沥青质为棕色。21，(2)润湿性测量，一般来说，劳(3)经验方法一般来说，在油田中，由于原油组分比较接近，在使用相同的溶剂和相同的洗油设备，同时工作时，洗油效果应该比较接近。因此，我们可以参考以前的工作经验。清洗一段时间后(通常是清洗时间)，我们可以用肉眼观察岩石室内的溶剂。如果它像新鲜

14、溶剂一样透明和无色，则清洗过的油可以被认为是合格的。22，4)安全事项油洗溶剂通常是剧毒化学品，如甲苯、甲醇、四氯化碳等。这会对人体造成不同程度的伤害，甚至致命。因此，在洗油作业过程中，应尽可能避免直接接触和吸入洗油溶剂，清洗过程中添加和去除溶剂时应佩戴防毒面具，洗油作业应在通风柜中进行。在继续其他操作之前，清洗后的岩石样品需要在通风橱中放置一段时间(如1天)。如有危险，应及时进行急救。23，2.3.5盐洗方法和质量控制，盐洗：从岩石样品中“洗”无机盐的过程。在这里洗相当于“清理”。必要性：在孔隙度和渗透率准确的储层中总会有一些原生水(参考油气藏的相关知识)，水中会有无机盐。如果不清洗，会占用

15、孔隙空间，影响孔隙度和渗透率的测量精度。由于孔喉的结构，正向对渗透率的测量有很大的影响。一般来说，当盐度超过5000毫克/升时，应考虑洗盐的必要性.洗盐原理：24，溶解。1)盐洗法的原理，可分为浸泡法和有机溶剂萃取法。两者的本质是一样的，就是通过浸泡和溶解来洗去盐。区别在于前者使用普通容器浸泡岩石样品，不具备洗盐溶剂的自净功能，需要经常更换浸泡液，而后者充分利用了脂肪提取器的自净特性，不需要经常更换浸泡液。、使用注意事项：对于富含泥浆的岩石样品，当使用蒸馏水作为洗盐溶液时，我们应该特别小心，在确定泥浆中粘土矿物的类型和含量时，最好考虑使用蒸馏水。如果有高含量的吸水膨胀矿物如伊利石和蒙脱土，我们就不能用蒸馏水作为洗盐溶液，更不用说煮沸了，因为有可能破坏某些矿物中所含的结晶水。甲醇在