操作步驟及注意事項
首先從全直徑巖心上鉆取樣品,然后進行分析。該過程是一步接一步地進行的,除了某些巖性,例如頁巖、硬石膏、石膏、粘土含量高的巖石,通常這些巖性的巖心分析是先對巖心進行大概的描述,然后再選擇性地進行分析。用地質錘或類似的錘子從每0.3048m(1ft)長的巖心上取下5.08cm(2in)長的有代表性的巖樣,然后按長度方向分為兩塊,一塊用來做流體飽和度,在另一塊上鉆取圓柱樣品用來測定滲透率以及波義爾定律孔隙度?;蛘?,在與取飽和度樣品相鄰的部位取一塊25.4mm~50.8mm(1in~2in)的巖心塊,從這塊巖心塊上鉆取柱塞。后一種取樣的優點是它可以提供一塊較大、較長的柱塞巖樣,從而減少鉆井流體的污染。
對于進行氣體體積測定的巖樣(10g~15g)應該是碎片或加工成為合適的形狀和大小,也就是使樣品能夠被放到水銀泵的巖心室里。此外,巖樣的外表面應加工得很光滑,有利于樣品與汞之間的貼和。記錄巖樣的質量,通過排開的水銀體積來確定巖心的總體積,以便在后來的流體求和法計算孔隙度時使用(見5.3.2.2.2和4.2.1.4)。巖心室的閥門關閉,使壓力升到5.171MPa~6.895MPa
(750psi~1000psi),壓力上升的高低取決于樣品的參透率和孔隙度。記錄注人汞的體積(根據水銀泵的校驗程序,已對泵進行適當的校驗,見4.2.1.8)。
對于測定油水的巖心,應該粉碎成大約6.4mm(1/4in)大小的塊狀。然后用孔徑6.4mm(0.25in)(大約3~4目)的泰勒篩進行過篩,以除去在粉碎過程中產生的細小顆粒。稱量一定數量的粉碎巖心(通常為100g~175g),精確到0.01g,然后倒進樣品杯中。擰緊樣品杯蓋并與其他準備好的樣品杯一起放到恒溫箱里。恒溫箱的初始溫度保持在177℃(350F)(Hensel,1982),直到所有的巖樣都不再出水為止,記錄干餾出來的水體積,然后把溫度升到538℃~649℃(1000下~1200F)。觀察集液管,當所有的巖樣不再釋放出流體時,可以認為測定結束。干餾時間通常在20min~45min 之間。記錄所產生的油水體積。
把恒溫箱的初始溫度選擇為177C(350F)是為了除掉孔隙間的水、被吸附的水、層間粘土水(例如蒙脫石)以及水化的水(例如硫酸鈣),但是不包括氫氧基粘土水,而且這種方法不適用于含有石膏,或含有大量蒙脫石的巖樣。作為特殊巖心分析方法,在4.8中敘述了含有石膏的巖樣分析程序。對于含有蒙脫石的巖樣,在獲得準確的流體飽和度時會產生一些問題,主要是因為加熱到177℃
(350F)(Brown,1961;Mackenzie 1970)時已達到了氫氧基水解吸的最低溫度。雖然在此溫度下,粘土氫氧基水只損失5%,但是它可以影響到最終的油水飽和度值。這種方法優于其他的干餾法,例如平臺法(Hensel,1982)。平臺法認為,如果持續加熱,收集到的水與時間的關系曲線將產生一個平臺,在產生平臺的時間內,所得到的只是儲層的孔隙水。
在538℃~649℃(1000下~1200F)的最終干餾溫度下會產生不正確的油體積。某些巖心中可能含有固態的烴類,例如干酪根、硬瀝青等,這些物質在此溫度下裂解。分析者應該考慮礦物的組成,并對收集的油進行適當的校準。在特殊情況下,不應該使用干餾法,而應該考慮使用其他方法,例如蒸餾抽提法(Dean-Stark)(見4.3).
引起油體積測定誤差的其他方面有:a)冷凝管組裝造成的誤差。b)干餾杯密封圈的泄漏以及c)某些油的結焦和裂解。必須使用油體積校準曲線進行校準(見圖3)。
干餾過程結束后,收集到的“總”水量對于判斷“孔隙”水是否被干餾出來并冷凝到集液管里是有幫助的。分析者可能會發現計算的樣品顆粒密度有反常的趨勢,如果初始“孔隙”水體積與最終的“總”水體積之間的差值與相鄰樣品的數據比較相差較大,那么實驗室工作人員應該對初始水體積進行校準,以獲得合理的數據,并且應該將這樣的校準數據標注出來,使用一個下腳注標。
由于粉碎的巖心表面積大,特別是水容易蒸發,造成流體損失,所以應該縮短粉碎巖心的暴露時間。
注意:由于在測定流體飽和度實驗過程中使用汞,所以要執行安全與健康的操作準則,查閱相關的環境保護規章制度與地方法規。


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