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原文传递一种岩石材料孔径分布测定方法

专利名称：	一种岩石材料孔径分布测定方法
摘要：	本发明公开了一种岩石材料孔径分布测定方法，本发明通过采用离心脱水试验获取毛管压力‑进水累积饱和度的曲线，然后通过与核磁共振T2谱反演的曲线拟合，获得最佳转换系数，最终获得孔径分布，与现有的方法相比，本发明的方法具有操作简便、可测定孔径范围大、测定精度高、不损伤试样，可重复测定的优势。
专利类型：	发明专利
申请人：	中南大学
发明人：	邓红卫;虞松涛;邓畯仁;田广林;蒋震
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010014889.4
公开号：	CN111157424A
代理机构：	长沙永星专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	周咏;林毓俊
分类号：	G01N15/08;G01N24/08;G;G01;G01N;G01N15;G01N24;G01N15/08;G01N24/08
申请人地址：	410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
主权项：	1.一种岩石材料孔径分布测定方法，包括以下步骤： (1)将待测定的岩石材料制定成规则的圆柱形试样，将岩石试样置于真空饱水装置中进行真空饱水，直至试样完全饱水，得到保水试样； (2)对步骤(1)中的饱水试样进行核磁共振测试，获得饱水试样的T2谱，并以此T2谱反演获得岩石试样的毛管压力-进水累积饱和度曲线； (3)将步骤(2)中测试完后的饱水试样，进行不同转速下离心脱水，其中：第一次离心转速最小，接着以设定的增速，增加离心速度，直至达到设定的最大离心转速；每种转速离心完毕后，都需要进行核磁共振测试，获取不同转速的离心作用下的含水率；每次离心后对试样进行将离心力转化成毛管压力，试样含水率转化成进水饱和度，获取试样的毛管压力-进水累积饱和度曲线； (4)对步骤(2)中获得的T2谱反演的毛管压力-进水累积饱和度曲线和步骤(3)中离心法获取的毛管压力-进水累积饱和度曲线进行拟合，反演计算试样孔径分布。 2.根据权利要求1所述的岩石材料孔径分布测定方法，其特征在于，所述步骤(1)中，真空饱水的负压为-0.1MPa，真空饱和时间为4-6h。 3.根据权利要求1所述的岩石材料孔径分布测定方法，其特征在于，所述步骤(2)中，T2谱反演获得岩石试样的毛管压力-进水累积饱和度曲线的具体方法，包括以下步骤： 2-1根据岩样孔径rp和T2谱之间的关系(公式1)和毛管压力Pc与孔径rp之间的关系式(公式2)，可得出毛管压力与核磁共振T2谱之间的函数关系(公式3)： rp＝cT (1) Pc＝2σw×cosθ/rp (2) Pc＝2σw×cosθ/rp＝2σw×cosθ×c×T (3) 式中，rp为孔径；T为T2谱中的T2值；c为转换系数；Pc为毛管压力；σw为水的界面张力；θ为润湿接触角； 2-2通过饱水岩样的T2谱计算岩样的进水饱和度，进水累积饱和度与核磁共振T2谱之间的函数关系可用公式4表达为：式中，Sw为进水累积饱和度，％；φc为孔隙度分量，％；φ为饱和孔隙度，％；Tn为T2谱的最大值； 2-3以T2为桥梁，结合步骤2-1中Pc的表达式和步骤2-2中Sw的表达式，即可获取基于T2谱反演的岩石试样的毛管压力-进水累积饱和度曲线。 4.根据权利要求1所述的岩石材料孔径分布测定方法，其特征在于，所述步骤(3)中，第一离心的转速为200r/min，增速为200r/min，最大离心转速为4000r/min，每次离心的时间为90～180min。 5.根据权利要求1所述的岩石材料孔径分布测定方法，其特征在于，所述步骤(3)中，通过离心实验得到毛管压力-进水累积饱和度曲线方法，具体包括以下步骤： 3-1对饱水试样进行低速离心，至其孔隙度变化稳定，此时试样的离心力和毛管压力达到平衡，离心时岩石试样内的离心力与毛管压力平衡时的表达式如公式5所示：式中，Pr为离心力；△ρ为水和空气的密度差；ω为离心机转盘角速度；r1、r2分别为试样内端和外端到离心机轴线的距离； 3-2对离心后的岩石试样进行核磁共振测试，获得孔隙度，并以离心后的试样孔隙度除以岩样的饱水孔隙度来计算试样的进水累积饱和度Sw； 3-3不断增大离心机的转速，计算不同离心转速下试样的毛管压力和和进水累积饱和度，统计后，即可获取基于离心法的毛管压力-进水累积饱和度曲线。 6.根据权利要求1所述的岩石材料孔径分布测定方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体方法为： 4-1将T2谱反演获得的毛管压力-进水累积饱和度曲线和离心法获得的毛管压力-进水累积饱和度曲线进行拟合，然后采用最小二乘法，通过不断调整转换系数c来提高二者之间的拟合度，使2个曲线之间的拟合度最高，该转换系数c为该岩石试样的孔径分布和T2谱之间的最佳转换系数； 4-2将该最佳转换系数c代入到上文的孔径和T2谱的关系式中，即可获得岩石内部孔隙孔径分布。
所属类别：	发明专利