中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验地质技术之第Ⅱ代岩样总体积测定技术

岩样孔隙度的确定，依赖于岩样总体积、骨架体积和孔隙体积3个参数的测定，只要获取其中的2个参数，即可按照孔隙度定义计算岩样孔隙度。岩样总体积的测定，是岩样孔隙度测定的重要环节。现有岩样总体积测定主要有浮力法、丈量法、Hg置换法(GRI方法)等，这些方法在以往岩样孔隙度测试中发挥了重要作用，而蓝光三维扫描法作为一种新方法，尚处于应用研究阶段。随着油气勘探开发进程的不断推进，孔隙度测定对象及测试环境正在发生深刻的变化。测试对象由常规的砂岩、灰岩、火山岩向泥岩、盐岩等岩石类型扩展；岩样的形态由柱塞扩展到块状、颗粒状；测试过程中，对健康安全环保的诉求越来越高。与这些变化相比，现有测定技术的局限性日益突出：①获取规则岩样柱塞困难，丈量法的应用受到限制；②浮力法及封蜡法缺乏专用设备，测试结果受人为因素影响较大；③ Hg置换法在操作过程中存在着健康安全环保风险；④无锡所基于磁性流体建立的岩样总体积测定方法(第Ⅰ代)，存在样品污染等不足。为满足工作需求，无锡所研发了具有自主知识产权(201310169226X，2017201191397，2018104715868，2019102226359)的第Ⅱ代岩石样品总体积测定系统(图1)。

系统组成：包括磁场发生器、测量介质杯、测量介质、机械手、岩样框、岩样称重仪表、可调电源和计算机等。其中磁场发生器与可调电源连接，通过计算机控制可调电源，实现测量介质视密度调整的目的。岩样框设置有一悬挂组件，与岩样称重仪表连接，称取岩样的重量。计算机用于电源、机械手升降控制、重量数据采集、总体积计算等。

第Ⅱ代岩石样品总体积测定系统的技术优势及指标：①测量介质由第Ⅰ代的磁性液体扩展到清水、煤油、无水乙醇等液体，解决了样品的污染问题，可以更好地满足多种岩性、多种形态岩石样品总体积测定需求；②样品测试的自动化程度提高，受人为因素影响小；③测试周期1～3 min(可调)；④测试精度及重复性良好，总体积测定的相对误差平均小于0.5%，可以将孔隙度测试偏差控制在±0.5孔隙度单位以内。

技术效果及展望：该系统已成功应用于中国石化中原油田分公司濮156井、文410井、华北油田分公司彬2井、中国石油大港油田官19-25井、大庆油田英15井、古10井等多井(剖面)的样品测试，为国家科技重大专项、各级科技攻关项目的物性测试评价提供了技术支撑，显示了良好的推广应用前景。

图1 第Ⅱ代岩石样品总体积测定系统