本實(shí)用新型涉及一種巖心孔隙度測量裝置，尤其涉及一種測量氣能夠先進(jìn)入樣品室后再分壓進(jìn)入?yún)⒈仁业膸r心孔隙度測量裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)行的國內(nèi)外主流的巖心孔隙度測量方法，主要采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5336-2006《巖心分析方法》（即API RP 40：1998，Recommended Practices for Core Analysis，IDT的中文引進(jìn)版）中的，5.3.2.1.1 波義爾定律雙室法（巖樣杯）測定顆粒體積和5.2.3 卡尺測量法來測定規(guī)則巖心的視體積，視體積減去顆粒體積的差除以視體積，即為孔隙度。

在理論上，上述方法使用的測量裝置可以測定任意尺寸、任意孔隙度的規(guī)則巖心樣品；但是在實(shí)際應(yīng)用中，必須考慮到：

使用波義爾雙室法測定顆粒體積的過程中，實(shí)際的氣體壓力轉(zhuǎn)換為壓力傳感器的電信號(hào)，并最終傳輸轉(zhuǎn)換為的數(shù)字顯示表的示數(shù)，在一系列轉(zhuǎn)換的過程中存在誤差；

壓力表的顯示位數(shù)有限，即壓力測量系統(tǒng)的分辨率有限；

如SY/T 5336-2006 5.3.2.1.1.8 f所述，樣品室放入巖心及填充塊之后，除巖心的孔隙之外，樣品室及管線內(nèi)還存在系統(tǒng)空余體積；

如SY/T 5336-2006 5.3.2.1.1.8 g所述，孔隙體積應(yīng)與參比室體積接近，但當(dāng)孔隙體積很小時(shí)，參比室體積難以做到與孔隙體積近似；

利用波義爾定律雙室法測量巖心孔隙度的本質(zhì)，即測量由巖心孔隙體積造成的壓力變化，孔隙體積越大則由其造成的壓力變化越大；在孔隙體積相對參比室越小時(shí)，壓力變化則越小，誤差相對壓力變化越大，對測量結(jié)果影響越大。

綜上，SY/T 5336-2006推薦的波義爾定律雙室法（巖樣杯）測定顆粒體積，在測定低孔隙度樣品如頁巖（孔隙度常在0～2%）時(shí)，測量結(jié)果誤差較大，影響了后續(xù)測試和研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種在測定低孔隙度樣品如頁巖時(shí)仍具有高精度測量結(jié)果的巖心孔隙度測量裝置。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種巖心孔隙度測量裝置，包括氦氣瓶、減壓閥、樣品室、參比室、壓力傳感器和數(shù)字顯示表，還包括第一閥門、第二閥門和第三閥門，所述氦氣瓶的出口與所述減壓閥的入口連接，所述減壓閥的出口與所述第一閥門的第一端連接，所述第一閥門的第二端分別與所述第二閥門的第一端、所述樣品室的入口和所述壓力傳感器的檢測端連接，所述第二閥門的第二端分別與所述第三閥門的第一端和所述參比室的入口連接，所述第三閥門的第二端懸空，所述壓力傳感器的信號(hào)輸出端與所述數(shù)字顯示表的信號(hào)輸入端連接。

作為優(yōu)選，所述數(shù)字顯示表至少能顯示所有有效數(shù)字加1位符號(hào)位；所述第一閥門、所述第二閥門和所述第三閥門的驅(qū)替體積均為0。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型通過改變樣品室和參比室的氦氣進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)將高壓測量氦氣首先引進(jìn)樣品室，再分壓至參比室，相對于傳統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法采用的測量裝置顯著增大了分壓前后壓力變化，且壓力變化隨巖心孔隙體積減小而增大，在同等設(shè)備條件下，采用本實(shí)用新型的測量裝置能夠更精確地測量巖心樣品尤其是低孔隙度樣品的孔隙度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述巖心孔隙度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型所述巖心孔隙度測量裝置應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

如圖1所示，本實(shí)用新型所述巖心孔隙度測量裝置包括氦氣瓶1、減壓閥9、樣品室3、參比室2、壓力傳感器4、數(shù)字顯示表5、第一閥門8、第二閥門7和第三閥門6，氦氣瓶1的出口減壓閥9的入口連接，減壓閥9的出口與第一閥門8的第一端連接，第一閥門8的第二端分別與第二閥門7的第一端、樣品室3的入口和壓力傳感器4的檢測端連接，第二閥門7的第二端分別與第三閥門6的第一端和參比室2的入口連接，第三閥門6的第二端懸空，作為排空端，壓力傳感器4的信號(hào)輸出端與數(shù)字顯示表5的信號(hào)輸入端連接。作為優(yōu)選，壓力傳感器4測量絕對壓力，數(shù)字顯示表5至少能顯示所有有效數(shù)字加1位符號(hào)位，如測量值應(yīng)含3位可靠數(shù)字和1位存疑數(shù)字，則數(shù)字顯示表5應(yīng)至少顯示5位；第一閥門8、第二閥門7和第三閥門6的驅(qū)替體積均為0。

為了清楚地說明本實(shí)用新型所述巖心孔隙度測量裝置的技術(shù)效果，下面以最優(yōu)化的測量方法來印證，但下述優(yōu)選測量方法并非本測量裝置能夠采用的唯一方法，也不是本實(shí)用新型的保護(hù)對象。

如圖2所示，本實(shí)用新型所述巖心孔隙度測量裝置采用的優(yōu)選測量方法，包括以下步驟：

（1） 校準(zhǔn)，具體包括以下步驟：

（1.1） 通過調(diào)節(jié)減壓閥9使氦氣進(jìn)氣壓力接近壓力傳感器4的量程上限；

（1.2） 打開第二閥門7和第三閥門6，約30秒后關(guān)閉，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為Pa1；

（1.3） 空置樣品室3，打開第一閥門8，約30秒后關(guān)閉第一閥門8，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為P1；

（1.4） 打開第二閥門7，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為P2，打開第三閥門6放空后關(guān)閉；

（1.5） 將樣品室3裝入盡可能多的標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼填充塊，填充塊總體積記為Vf0；

（1.6） 打開第一閥門8，約30秒后關(guān)閉第一閥門8，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為P3；

（1.7） 打開第二閥門7，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為P4，打開第三閥門6放空后關(guān)閉；

（1.8） 聯(lián)立如下方程：

得到參比室體積Vr和樣品室體積Vc，其中Za1、Z1、Z2、Z3、Z4分別為溫度為Ta時(shí)對應(yīng)壓力Pa1、P1、P2、P3、P4下氦氣的氣體壓縮因子；測量過程中保持環(huán)境條件恒定，環(huán)境溫度記為T_a，且假設(shè)所有壓力讀數(shù)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)氣體溫度為T_a；

（1.9）調(diào)整樣品室3內(nèi)填充塊體積后重復(fù)步驟（1.5）至（1.8），反復(fù)多次完成校準(zhǔn)；

（2）測量，具體包括以下步驟：

（2.1）將視體積為Vs的巖心放入樣品室3，并裝入盡可能多的標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼填充塊，填充塊總體積記為Vf1；

（2.2）打開第二閥門7和第三閥門6，約30秒后關(guān)閉，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為Pa2；

（2.3）打開第一閥門8，約30秒后關(guān)閉第一閥門8，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為P5；

（2.4）打開第二閥門7，記錄數(shù)字顯示表5的穩(wěn)定示數(shù)，記為P6，打開第三閥門6放空后關(guān)閉；

（2.5）聯(lián)立如下方程：

%

得到巖心孔隙度?，其中Za2、Z5、Z6為溫度為Ta時(shí)對應(yīng)壓力Pa2、P5、P6下氦氣的氣體壓縮因子，Vg為樣品的顆粒體積，Vp為樣品的孔隙體積。

上述實(shí)施例只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不是對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本實(shí)用新型專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。