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1、中国石油大学油层物理实验报告实验日期：2012-成绩: 班级：石工学号：姓名：教师：_ 同组者：泥页岩膨胀率测定一. 实验目的1. 掌握泥页岩膨胀机理；2. 了解高温高压泥页岩膨胀仪的工作原理及仪器结构；3. 掌握泥页岩膨胀率测定及计算方法。二. 实验原理泥页岩在高温高压下遇水开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增大。泥页岩膨胀率计算公式：E = ht - h0 x 100% h 0其中：E膨胀率，%； ht粘土样品在t时刻的高度，mm； h0粘土样 品的初始高度，mm。粘土样品放主测杯，加热并用气体加压，液体与样品接触，记录h0。随时间推移，粘土膨胀，h增加，被传感器记录。三. 实验仪器仪器设备
2、如下图1所示。图8-1高温高压泥页岩膨胀仪原理图1.压力表；2.放气手柄；3.销钉；4.连通阀杆；5.放气螺钉；6.输入三通阀；7.容栅传感器；8.导杆；9.温度传感器；10.主测杯；11.粘土样品；12.岩样模;13.加热套;14.温控仪；15 .注液阀；16 .注液杯图8-2主测杯结构示意图1.容栅传感器；2.传感器支架；3.输入三通阀；4.放气螺钉；5.平衡支架；6.密封螺钉；7.滑动杆；8.测杆；9.主测杯；10.紧固螺钉；11.岩样模；12.托垫；13.止钉；14.杯下盖；15.51X3. 1密封圈；16.测盘；17.滑块；18 .表杆；19 .传感器座主要试验仪器：氮气瓶（氮气压力
3、大于5Mpa）、管汇、高温高压泥页岩膨 胀仪、数据控制及显示系统等。各仪器的主要指标：气源压力为5Mpa；工作温度忍120C；工作压力为3.5Mpa ；测试量程为15mm ；试样模内径为25mm ；测量分辨率为0.001mm。四. 实验步骤1. 打开高温高压页岩膨胀仪的电源开关，设置加热温度为80C。2. 将制备好的压样（同岩样模一起）从主测杯底部装入主测杯内，同时应 在主测杯底部放置密封圈，禁锢主测杯下的6个固定螺钉。3. 在主测杯上部放一个密封圈，将带有测盘、测杆的平衡支架系统放入 主测杯内，调整好位置，拧紧固定螺钉。4. 将注液杯与主测杯之间的注液阀顺时针关闭，然后把试液（2030mL）
4、 倒入注液杯中，拧紧杯盖。5. 将连接好的主测杯和注液杯放入高温高压夜宴膨胀仪的加热套中，并 将两根输气管分别与主测杯的输入三通阀和注液杯的连通阀杆连接好。6. 将容栅传感器放入支架内，调节表杆位置，使其底部与滑块接触，并拧紧固定螺钉；然后将温度传感器插入主测杯的孔内。7. 拧紧注液杯上部的放气手柄，拧紧放气螺杆，然后打开注液杯的连通 阀杆，将连接注液杯的气体的压力调至0.51Mpa ；再将主测杯的气体压力调 到实验压力3.5Mpa。8. 打开计算机中的测试软件，设置好采样时间。9. 主测杯放入加热套一定时间后，当温度达到实验温度时，点击测试软 件上的“清零”和“开始”键；打开注液阀，将液体注
5、入主测杯中，迅速关 闭注液阀；打开主测杯的放气螺钉，调节主测杯中的压力至实验压力（为减 少实验误差，上述三个操作最好在10s内完成）；则指定温度、压力条件下的 膨胀实验正式开始。10. 每隔2min记录粘土试样的膨胀量，当膨胀量达到稳定时，停止实验。11. 关闭总气源阀、主测杯上的放气螺钉、注液杯的连通阀杆，关闭主 机电源；缓慢拧开注液杯上部的放气手柄，放出其中的气体；松开减压阀（连 接两根输气管线）。12. 卸下容栅传感器、温度传感器，卸下与注液杯、主测杯相连的管线。13. 将主测杯从加热套中提出，置于空气中冷却（温度很高时，可用湿布 冷却），至温度T40C，松开主测杯的放气螺钉和注液杯上部
6、的连通阀杆， 放掉杯内余压。14. 确认主测杯和注液杯内没有气压后，卸下注液杯杯盖，松开主测杯 上盖和下盖的紧固螺钉，卸下主测杯的上、下杯盖，取出岩样模，清洗导杆 端面以及主测杯内壁，擦十后存放。15. 整理实验仪器，处理实验数据。五. 实验结果处理地层温度二80C，地层压力=3.5MPa粘土样品的初始高度h0=5.16mm粘土膨胀率计算公式：E = ht - h0 x 100% h 0表1岩石碳酸盐含量测定原始记录t/s(h-h0)/mmE/%0000.50.1262.4418610.1442.7906981.50.1613.12015520.1743.3720932.50.1853.585
7、27130.1963.798453.50.2053.97286840.2124.1085274.50.224.26356650.2264.3798455.50.2324.49612460.2384.6124036.50.2434.70930270.2474.7868227.50.2514.86434180.2554.941868.50.2574.9806290.2615.058149.50.2645.116279100.2675.17441910.50.275.232558110.2735.29069811.50.2775.368217120.2795.40697712.50.2825.465
8、116130.2835.48449613.50.2855.52325614.50.2895.600775150.295.62015515.50.2925.658915160.2935.67829516.50.2945.697674170.2955.71705417.50.2975.755814180.2975.75581418.50.2975.755814190.2995.79457419.50.35.813953200.3015.83333320.50.35.813953210.2995.79457421.50.2985.775194220.2995.79457422.50.3015.833
9、333230.3025.85271323.50.3025.852713240.3025.85271324.50.3025.852713250.3015.83333325.50.3015.833333260.35.81395326.50.35.813953270.35.81395327.50.35.813953280.2995.79457428.50.2985.775194290.2985.77519429.50.2995.794574300.2995.79457430.50.3015.833333310.35.81395331.50.35.813953320.3035.87209332.50.
10、3055.910853330.3065.93023333.50.3095.988372340.316.00775234.50.316.007752350.3126.04651235.50.313 6.065891360.3146.08527136.50.3156.104651370.3156.10465137.50.3136.065891380.3116.02713238.50.3126.046512390.316.00775239.50.3085.968992400.3777.30620240.50.4158.042636410.4428.56589141.50.4659.011628420
11、.4879.43798442.50.5069.806202430.52310.1356643.50.53810.42636440.55410.7364344.50.56911.02713450.58211.2790745.50.59511.53101460.60811.7829546.50.61911.99612470.62912.1899247.50.6412.4031480.6512.596948.50.65812.75194490.66912.9651249.50.67913.15891500.68813.3333350.50.69713.50775图2 E-t图0102030405060t/s由图可以看出，在压力和温度一定的条件下，随着时间的增加泥页岩的膨胀率逐渐增加。六、实验总结掌握测定粘土膨胀率的原理和方法；掌握粘土膨胀率的使用方法。加强了自己的动手操作能力。误差源于反应时间不够，测量误差等。
