岩石测量装置及岩石测量方法与流程

本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种岩石测量装置及岩石测量方法。

背景技术：

泥页岩是泥岩和页岩的总称，泥页岩主要由粘土矿物、陆源碎屑矿物和非自生粘土矿物组成，其中，粘土矿物是影响泥页岩物理化学性质的关键因素。在油气开发过程中，储层岩石的稳定性是储层评价的重要指标。

目前，为了测量储层岩石的稳定性，通常采用将一定质量的岩样样品放入盛有蒸馏水的烧杯中浸泡一定时间，浸泡完成后，将样品取出，并移至下一工位对样品烘干并称量其质量，计算质量变化。采用该种方式在测量岩石稳定性时，需要多工位配合且需要进行岩石样品在烧杯中的放入与取出，此种方式工艺复杂且效率低。

技术实现要素：

本发明提供一种岩石测量装置及岩石测量方法，以解决现有技术中的岩石稳定性测量工艺复杂且效率低的问题，从而提高测量效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种岩石测量装置，岩石测量装置包括：数据采集单元；实验单元，实验单元包括置物部、储液装置以及排液装置，置物部位于储液装置内，置物部用于放置待检测物，储液装置用于溶解待检测物中的可溶性物质，排液装置与储液装置相连接，数据采集单元与置物部相连接。

进一步地，实验单元还包括加热部，加热部用于烘干置物部的待检测物。

进一步地，加热部为电阻丝。

进一步地，实验单元还包括保温壳体，置物部、储液装置以及排液装置均位于保温壳体内。

进一步地，数据采集单元包括：质量传感装置，质量传感装置用于测量置物部的质量。

进一步地，排液装置包括排液管和控制阀，排液管与储液装置的底部相连接，控制阀设置在排液管上。

进一步地，置物部为网兜。

进一步地，岩石测量装置包括多个实验单元，数据采集单元与每个实验单元的置物部相连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种岩石测量方法，岩石测量方法使用上述提供的岩石测量装置，其中，岩石测量方法包括如下步骤：对实验单元的置物部中的待检测物进行测量，得到待检测物的初始质量；向实验单元的储液装置中注入液体，以将置物部位于液体中，经过预设时间后，通过排液装置将储液装置中的液体排出；对实验单元的置物部中的待检测物进行测量，得到待检测物的剩余质量；根据待检测物的初始质量和剩余质量获取待检测物的稳定性。

进一步地，在通过排液装置将储液装置中的液体排出后，岩石测量方法还包括：使用加热部对置物部中的待检测物进行烘干；对烘干后的实验单元的置物部中的待检测物进行测量，得到待检测物的剩余质量。

进一步地，岩石测量装置为上述提供的岩石测量装置，根据每个实验单元的待检测物的初始质量和剩余质量获取待检测物的稳定性。

进一步地，每个实验单元内的预设时间不同。

应用本发明的技术方案，提供了一种包括实验单元和数据采集单元的岩石测量装置，实验单元包括置物部、储液装置和排液装置，其中，置物部用于放置待检测物，置物部位于储液装置内，储液装置用于溶解待检测物中的可溶性物质，排液装置与储液装置相连接，以在经过预设时间后能够自动排出液体，数据采集单元与实验单元的置物部连接，以能够获取待检测物的初始质量和剩余质量，通过使用本发明的岩石测量装置，能够在不移动待检测物的情况下实现对待检测物稳定性的测量，此种方式结构简单且效率高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的实验单元的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的岩石测量装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的岩石稳定比随时间变化关系图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、数据采集单元；11、质量传感装置；20、实验单元；21、置物部；22、储液装置；23、排液装置；231、排液管；232、控制阀；24、加热部；25、保温壳体；30、箱体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种岩石测量装置，该岩石测量装置包括数据采集单元10和实验单元20，其中，实验单元20包括置物部21、储液装置22以及排液装置23，置物部21位于储液装置22内，置物部21用于放置待检测物，储液装置22用于溶解待检测物中的可溶性物质，排液装置23与储液装置22相连接，数据采集单元10与置物部21相连接。

应用此种配置方式，提供了一种包括数据采集单元10和实验单元20的岩石测量装置，实验单元包括置物部21、储液装置22和排液装置23，其中，置物部21用于放置待检测物，置物部21位于储液装置22内，储液装置22用于溶解待检测物中的可溶性物质，排液装置23与储液装置22相连接，以在经过预设时间后能够自动排出液体，数据采集单元10与实验单元的置物部21连接，以能够获取待检测物的初始质量和剩余质量，通过使用本发明的岩石测量装置，能够在不移动待检测物的情况下实现对待检测物稳定性的测量，此种方式结构简单且效率高。

进一步地，为了进一步提高测量结果的准确度，可将实验单元20配置为还包括加热部24，加热部24用于烘干置物部21的待检测物。应用此种配置方式，在将待检测物置于储液装置22中的液体中经过预设时间，并经排液装置23将液体排出后，通过加热部24对待检测物进行烘干，从而能够更加精确测得待检测物中所除去的可溶性物质的质量，从而能够更加精确地测得岩石的稳定性。

具体地，在本发明中，可将加热部24设置为电阻丝。

进一步地，在本发明中，为了防止在检测过程中受温度变化以影响测量结果，可将实验单元20配置为还包括保温壳体25，置物部21、储液装置22以及排液装置23均位于保温壳体25内。通过在置物部21、储液装置22以及排液装置23外部设置保温壳体25，从而能够保证在测量过程中温度始终保持不变，以减小对测量结果影响。

再者，为了对被检测物的质量进行采集，在本发明中，可将数据采集单元10配置为包括质量传感装置11，质量传感装置11用于测量置物部21的质量。应用此种配置方式，能够实时测量待检测物的初始质量以及在储液装置22中浸泡预设时间后的剩余质量。

具体地，质量传感装置11可设置在置物部21的上方以对置物部21进行质量测量，也可设置在置物部21的下方，此处不对其方位进行限制，只要能够实现置物部21质量的测量即可。具体地，如图1所示，质量传感装置11位于置物部21的上方，并通过悬绳与置物部21相连接，以对置物部21的质量进行测量。

进一步地，为了对质量传感装置11测得的数据进行存储，数据采集单元10通过数据线与质量传感装置11相连接，并将采集到的质量数据传输至电脑或其他数据存储装置，以进行后续的数据读取。

在本发明中，为了方便控制储液装置22中的液体在预设时间内进行排放，如图1所示，可将排液装置23配置为包括排液管231和控制阀232，排液管231与储液装置22的底部相连接，控制阀232设置在排液管231上。应用此种配置方式，当达到预设时间后，通过控制控制阀232动作，从而能够自动打开排液管231，以使储液装置22中的液体排出。具体地，如图1所示，可将置物部21设置为网兜。在本发明的一个具体实施例中，置物部21为10目网兜。

为了能够测得岩石掉碎末后剩余的质量随时间变化的曲线，以用于评价岩石的稳定性，如图2所示，可将岩石测量装置配置为包括多个实验单元20，多个实验单元20均设置在箱体30内，数据采集单元10与每个实验单元20的置物部21相连接。应用此种配置方式，可将多个实验单元20的控制阀232配置为按照不同的预设时间打开，由此测得在不同预设时间后，岩石的稳定比随时间的变化关系。

根据本发明的另一个方面，提供了一种岩石测量方法，该岩石测量方法使用如上所述的岩石测量装置，其中，为了测得岩石的稳定性，该岩石测量方法具体包括如下步骤：对实验单元20的置物部21中的待检测物进行测量，得到待检测物的初始质量；向实验单元20的储液装置22中注入液体，以将置物部21位于液体中，经过预设时间后，通过排液装置23将储液装置22中的液体排出；对实验单元20的置物部21中的待检测物进行测量，得到待检测物的剩余质量；根据待检测物的初始质量和剩余质量获取待检测物的稳定性。

具体地，在本发明中，可以使用质量传感装置11以测量实验单元20的置物部21中的待检测物的质量，同时在经过预设时间后，控制阀232自动打开排液管231，以将排液装置23中的液体排出。

进一步地，为了进一步提高测量结果的准确度，在通过排液装置23将储液装置22中的液体排出后，岩石测量方法还包括：使用加热部24对置物部21中的待检测物进行烘干；对烘干后的实验单元20的置物部21中的待检测物进行测量，得到待检测物的剩余质量。

应用此种配置方式，在将待检测物置于储液装置22中的液体中经过预设时间，并经排液装置23将液体排出后，通过加热部24对待检测物进行烘干，从而能够更加精确测得待检测物中所除去的可溶性物质的质量，从而能够更加精确地测得岩石的稳定性。

为了获得待检测物的稳定性，可以使用上述提供的岩石测量装置，根据每个实验单元20的待检测物的初始质量和剩余质量获取待检测物的稳定性。

进一步地，为了获取不同时间段内待检测物的稳定性，可将每个实验单元20内的预设时间配置为不同。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合本发明的岩石测量装置对测量岩石稳定性过程进行详细说明。

如图1至图3所示，本发明提供了一种岩石测量装置，岩石测量装置包括箱体30和8个实验单元20，实验单元20设置在箱体30内，数据采集单元10分别与每一个实验单元20内的置物部21相连接。

其中，每一个实验单元20均置物部21、储液装置22、加热部24、保温壳体25以及排液装置23，置物部21位于储液装置22内，置物部21用于放置待检测物，储液装置22用于溶解待检测物中的可溶性物质，排液装置23与储液装置22相连接，加热部24设置在保温壳体25上，以用于烘干置物部21的待检测物。置物部21、储液装置22以及排液装置23均位于保温壳体25内，以保证在测量过程中温度始终保持不变，减小对测量结果影响。具体地，如图1所示，置物部21为10目网兜，加热部24为电阻丝，待检测物为岩石样品。

初始时，对实验单元20的置物部21中的待检测物进行测量，得到待检测物的初始质量m1。然后向实验单元20的储液装置22内注入压裂液，以将岩石样品完全浸没，一段时间后，岩石样品中的可溶性物质会融入压裂液中，掉下碎末。

按照预先设定的8个实验单元20的控制阀232的打开时间，第一个实验单元20在15min后自动打开控制阀232，压裂液和碎末从排液管231中排出，第二个实验单元20在45min后自动打开控制阀232，以后的每个实验单元20依次在90min、180min、400min、600min、900min、1200min时打开控制阀232。

最后，每个实验单元20内的加热部24开始工作，以对岩石样品进行烘干，烘干完成后，质量传感装置11对剩余的岩石样品的质量进行测量，以得到m2，然后绘制岩石样品稳定比随时间变化的曲线，如图3所示，其中，稳定比的定义为α＝m2/m1。由此，即可得到岩石样品稳定性随时间的变化。

综上所述，本发明提供的岩石测量装置能够有效、快速测量岩石的稳定性，装置结构简单、操作简便、维护成本低且效率高，其是目前作为页岩储层评价的有效装置。同时，本发明中使用该岩石测量装置所进行的岩石测量方法，能够准确地评价页岩储层的稳定性，其不仅能够测量岩石样品在不同时间段内稳定性的变化，同时也能够批量测试各种液体对岩样稳定性的影响。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。