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专利号: 2023114329526
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的装置,其特征在于,包括:

样品室(3),所述样品室(3)用于放置页岩岩心样品,所述样品室(3)与进液管道连通,所述进液管道上设置有第一阀门(7);

滴管(1),所述滴管(1)具有刻度线并竖直设置,其出液端与第一出液管道连通,所述第一出液管道与所述进液管道连通且所述第一出液管道上设置有第二阀门(8);

增压泵(5),所述增压泵(5)的进液端与储液箱(4)连通,所述储液箱(4)和所述滴管(1)内均填充有实验液体,所述增压泵(5)的出液端与第二出液管道连通,所述第二出液管道与所述进液管道连通且所述第二出液管道上设置有第三阀门(9)和压力传感器,所述增压泵(5)的操作端具有刻度盘(6),所述刻度盘(6)能够记录输出的实验液体体积;

真空泵(2),所述真空泵(2)与抽真空管道连通,所述抽真空管道与所述进液管道和/或所述第一出液管道和/或所述第二出液管道连通且所述抽真空管道上设置有第四阀门(10),所述真空泵(2)能够将所述样品室(3)、所述进液管道、所述第一出液管道和所述第二出液管道抽至真空状态。

2.根据权利要求1所述的一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的装置,其特征在于,当所述第一阀门(7)和第四阀门(10)打开,所述第二阀门(8)和第三阀门(9)关闭时,所述真空泵(2)能够将所述样品室(3)、所述进液管道、所述第一出液管道和所述第二出液管道抽至真空状态。

3.根据权利要求1所述的一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的装置,其特征在于,所述实验液体为去离子水或模拟地层水溶液。

4.一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的方法,其特征在于,使用权利要求1‑3任一项所述的测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的装置,包括以下步骤:S1:干燥页岩岩心样品;

S2:将页岩岩心样品置入样品室(3)中,利用真空泵(2)将样品室(3)、进液管道、第一出液管道和第二出液管道抽至真空状态;

S3:关闭抽真空管道上的第四阀门(10),打开所述进液管道上的第一阀门(7)和所述第一出液管道上的第二阀门(8),滴管(1)内的实验液体从滴管(1)沿所述第一出液管道和所述进液管道充满所述样品室(3),通过所述滴管(1)上的刻度线记录所述滴管(1)内的剩余液体刻度,待所述页岩岩心样品吸收实验液体达到饱和后记录所述滴管(1)内的剩余液体刻度,计算所述页岩岩心样品的无机孔隙吸收实验液体体积;

S4:关闭第二阀门(8),打开第三阀门(9),转动增压泵(5)的操作端直至第二出液管道的压力恒定,记录实验时间并通过刻度盘(6)记录压力恒定时的转动角度;

S5:提高增压泵(5)的输出压力,再次转动增压泵(5)的操作端直至第二出液管道的压力恒定,记录实验时间并通过刻度盘(6)记录压力恒定时的转动角度;

S6:重复步骤S5,计算在不同输出压力条件下所述页岩岩心样品的有机孔隙吸收实验液体的体积。

5.根据权利要求4所述的一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的方法,其特征在于,所述步骤S1中,对所述页岩岩心样品干燥过程中每间隔一段时间对所述页岩岩心样品进行称重,当连续三次称重结果相同时则所述页岩岩心样品完成干燥。

6.根据权利要求4所述的一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的方法,其特征在于,所述步骤S2中所述真空泵(2)抽真空的真空度为0.101MPa,并保持该状态至少3个小时。

7.根据权利要求4所述的一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的方法,其特征在于,步骤S3中,当实验液体充满所述样品室(3)时,所述滴管(1)内的剩余液体刻度为V前,当所述页岩岩心样品吸收实验液体达到饱和后所述滴管(1)内的剩余液体刻度为V后,所述页岩岩心样品的无机孔隙吸收实验液体体积V无机=V前‑V后。

8.根据权利要求4所述的一种测定水在页岩有机、无机孔隙赋存的方法,

其特征在于,在步骤S4‑S6中,所述增压泵(5)输出的实验液体体积为表观体积,所述表观体积通过所述刻度盘(6)的转动角度计算得出,输出后的实验液体体积被压缩,所述增压泵(5)输出的实验液体真实体积为:式中,∆Vj为Pi压力下第j次转动所述增压泵(5)输出实验

液体的表观体积,Vi为所述页岩岩心样品中实验液体的体积,Cwi为实验液体的压缩系数;Pi为第i个恒定压力;实验液体的压缩系数计算时,采用输出压力由P0加压至P1、P1加压至P2、P2加压至P3……Pn‑1加压至Pn的平均值,其中P0=0;依次计算P1、P2、P3……和Pn输出压力下所述增压泵(5)输出的实验液体真实体积V1、V2、V3……和Vn,所述页岩岩心样品的有机孔隙吸收实验液体体积V有机=V1+V2+V3……+Vn。