专利名称：评价岩石渗透性的方法
技术领域：
本发明涉及建筑材料渗透性测试方法，具体是一种评价岩石渗透性的方法。
背景技术：
渗透性是孔隙和裂隙介质的一种重要性质。岩石渗透系数分布的范围超过10个数量级。一般说来，石油工程和水文地质领域关注具有较高渗透系数的含水层和贮油岩石； 而地震和结构地质研究领域关注的是具有较低渗透系数的非沉积岩石。岩石作为一种低渗透性的介质，实验室内测试的方法有恒流泵法、压力震荡法和瞬态压力脉冲法等。最常用的瞬态压力脉冲法是通过测量试样两端压力容器的压强变化来获得渗透率，经过二三十年的发展，这种方法已经成为测试低渗透介质渗透特性的重要试验方法。特别是在美国MTS公司生产的伺服压力试验系统中，瞬态压力脉冲法已经成为一个成熟的配套技术。但是MTS 伺服压力试验系统结构复杂性、价格昂贵。中国发明专利申请“低渗透岩石介质渗透系数测试仪”(申请日2006年4月20日，
公开日2006年9月27日，公开号CN1837774A)公开了一种低渗透岩石介质渗透系数测试仪，由传感器、温控箱、刚性压力机轴压、刚性压力机围压系统构成，流量计与三轴室相连， 温控箱与三轴室相连，在三轴室内装有轴向垫片和侧，其通过加压气体流过试样，测量其流量与排气压力来测试岩石的渗透性，该发明专利申请需要精度高的传感器，而且测量精度不易控制，因此其最终测量精度不高、也不稳定。中国发明专利“一种节理岩石透水性检测方法”(申请日2007月11月30日，授权公告日2010年1月13日，授权公告号CN100580418C) 公开的节理岩石透水性检测方法通过给试样施加正应力和剪应力，检测其应变，从而计算的处岩石的渗透性，其测量精度也不高。中国发明专利“评估采自地下库藏的岩石切割物的物理参数的方法及装置”(申请日2004年3月沈日，授权公告日2010年3月17日，授权公告号CN 100594369C)公开的方法通过气体给测试岩石加压，通过测定收集器中的压强变化间接得到的被压出的液体积，进而可以计算出被测试样的多个物性参数，包括其渗透性， 该方法较为快速，所采用的装置也比较紧凑，适合野外条件使用；但是该方法没有对试样加以饱和，其测量精度有限。

发明内容
本发明的目的在于提供一种评价岩石渗透性的方法，所述的这种评价岩石渗透性的方法要解决现有技术中岩石渗透性测试方法比较复杂、操作不方便以及不能对多个岩石试样进行渗透性对比的技术问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的该方法包括岩石试样的制备、岩石试样的饱和、电化学阻抗谱的测试和岩石试样渗透性的评价四个过程(1)岩石试样的制备 采取需要测试的岩石，用普通的制样工具，经过钻切磨制成直径39. 1mm，高5 80mm的圆盘，圆盘的高度由岩石的致密程度确定；( 岩石试样的饱和配制NaCl溶液，把制好的岩石试样放置NaCl溶液中，使试样饱和；(3)电化学阻抗谱测试在饱和试样两端涂导电胶并连接导线，试样外包裹凡士林或石蜡，把导线连到电化学工作站上，测试岩石试样的自然电位，用电化学工作站调零，采用5mv扰动电压测试试样的电化学阻抗谱，频率范围IXlOfiHz 到0. IHz ； (4)岩石试样渗透性的评价比较相同测试条件下的岩石试样Nyquist曲线的中间弧，弧的半径越小，则岩石的渗透性越高，弧的半径越大，则岩石的渗透性越低。NaCl溶液的浓度为5% .岩石试样的饱和时间为浸泡M小时或者煮沸2小时。本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明评价岩石渗透性的方法对试样饱和后测量试样的电化学阻抗谱，通过Nyquist谱分析方法，对试样的渗透性进行分析，试样Nyquist曲线的中间弧，弧的半径越小，则岩石的渗透性越高，弧的半径越大，则岩石的渗透性越低，该方法所需装置简单，测量精度高，操作方便。将试样放入浓度为5 %的 NaCl溶液中浸泡M小时或者煮沸2小时，可提高测试精度。


图1是采用本发明方法测得不同岩石饱水状态下的Nyquist图。
具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明。如图1所示，该方法包括岩石试样的制备、岩石试样的饱和、电化学阻抗谱的测试和岩石试样渗透性的评价四个过程(1)岩石试样的制备采取需要测试的岩石，用普通的制样工具，经过钻切磨制成直径39. 1mm，高5 80mm的圆盘(圆柱)，圆盘的高度由岩石的致密程度确定。(2)岩石试样的饱和配制5%的NaCl溶液，把制好的岩石试样放置其中，根据岩石的致密程度和试样的高度确定饱和时间，一般情况下M小时即可。(3)电化学阻抗谱测试在饱和试样两端涂导电胶并连接导线，试样外包裹凡士林或石蜡，把导线连到电化学工作站上，测试岩石试样的自然电位，用电化学工作站调零， 采用5mv扰动电压测试试样的电化学阻抗谱，频率范围IXlOfiHz到0. IHz0(4)岩石试样渗透性的评价比较相同测试条件下的岩石试样Nyquist曲线的中间弧，弧的曲率半径越小，则岩石的渗透性越高；弧的曲率半径越大，则岩石的渗透性越低。从图中可以看出，砂岩的渗透性最高，泥岩的渗透性最低，花岗岩渗透性居中。通过本发明的方法可以方便快速地对各种岩石的渗透性进行对比评价。
权利要求
1.一种评价岩石渗透性的方法，其特征在于该方法包括岩石试样的制备、岩石试样的饱和、电化学阻抗谱的测试和岩石试样渗透性的评价四个过程(1)岩石试样的制备采取需要测试的岩石，用普通的制样工具，经过钻切磨制成直径39. 1mm，高5 80mm的圆盘， 圆盘的高度由岩石的致密程度确定；( 岩石试样的饱和配制NaCl溶液，把制好的岩石试样放置NaCl溶液中，使试样饱和；C3)电化学阻抗谱测试在饱和试样两端涂导电胶并连接导线，试样外包裹凡士林或石蜡，把导线连到电化学工作站上，测试岩石试样的自然电位， 用电化学工作站调零，采用5mv扰动电压测试试样的电化学阻抗谱，频率范围IXlO6Hz到 0. IHz ； (4)岩石试样渗透性的评价比较相同测试条件下的岩石试样Nyquist曲线的中间弧，弧的半径越小，则岩石的渗透性越高，弧的半径越大，则岩石的渗透性越低。
2.如权利要求1所述的评价岩石渗透性的方法，其特征在于NaCl溶液的浓度为5%。
3.如权利要求1所述的评价岩石渗透性的方法，其特征在于岩石试样的饱和为浸泡 M小时或者煮沸2小时。
全文摘要
一种评价岩石渗透性的方法，该方法包括岩石试样的制备、岩石试样的饱和、电化学阻抗谱的测试和岩石试样渗透性的评价四个过程；比较相同测试条件下的岩石试样Nyquist曲线的中间弧，弧的半径越小，则岩石的渗透性越高，弧的半径越大，则岩石的渗透性越低。本发明评价岩石渗透性的方法该方法所需装置简单，测量精度高，操作方便。
文档编号G01N15/08GK102331392SQ201010225648
公开日2012年1月25日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者王红芳, 胡江春, 边亚东 申请人:中原工学院