油田碎屑巖粒度分布情況測(cè)定中激光粒度分析儀應(yīng)用的價(jià)值

【摘要】介紹現(xiàn)代激光顆粒分析儀的技術(shù)的發(fā)展，為了測(cè)定油田碎屑巖粒度的分布情況，對(duì)于不同范圍的碎屑巖，采用激光粒度分析儀進(jìn)行粒度測(cè)量；證明在測(cè)定油田碎屑巖粒度分布情況中，激光法粒度分析儀起了非常重大的作用。

【關(guān)鍵詞】激光粒度儀； 應(yīng)用價(jià)值

引言

激光粒度分析儀采用濕法分散技術(shù)工藝，機(jī)械攪拌使檢測(cè)樣品均勻散開，利用超聲高頻震蕩使其中團(tuán)聚的顆粒充分分散，電磁循環(huán)泵使大小顆粒在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中均勻分布開來(lái)，從而在根本上保證了寬范圍分布樣品測(cè)試的準(zhǔn)確重復(fù)。

一、介紹測(cè)定粒度的方法

1、問題

我們通常所用的測(cè)定方法是國(guó)外的MSS型激光粒度分析儀，但在實(shí)際檢測(cè)過程中存在著很多的問題：

（1）MSS型激光粒度分析儀在檢測(cè)數(shù)據(jù)中通常采用的方式為粒度分級(jí)格式，此中檢測(cè)方式與我們目前常用于石油地質(zhì)中碎屑巖的分類方式是完全不一樣的。這種顆粒分級(jí)格式用于碎屑巖粒度檢測(cè)是行不通的，我們必須尋找其它粒度檢測(cè)方式[1]。（2）實(shí)驗(yàn)證明MSS型激光粒度分析儀4μm以下的粒徑又檢測(cè)不到，（3）通常用到的MSS型激光粒度分析儀測(cè)量次數(shù)太少，因?yàn)檫@種分析儀的采樣次數(shù)很少，只有2000次，在這種情況下，檢測(cè)獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高，檢測(cè)重復(fù)性也有較高的誤差。（4）MSS型激光粒度分析儀不能很好地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在檢測(cè)樣品時(shí)，必須知道樣品粒度分離的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而且此軟件在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，混合記錄數(shù)據(jù)存在著嚴(yán)重的錯(cuò)誤信息，在檢測(cè)樣品疊加之前，出現(xiàn)同一樣品真實(shí)數(shù)據(jù)合并等問題。

2、解決方案

為了克服國(guó)外的MSS型激光粒度分析儀的不足之處。我們提出了改進(jìn)激光粒度分析儀測(cè)量粒度分布方法。其實(shí)激光粒度分析儀測(cè)量粒度分布方法就是國(guó)外MSS型激光粒度分析儀的革新。具體方法如下：

將碎屑巖粒度分級(jí)：

根據(jù)SY/T5434行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不同粒度的碎屑巖會(huì)有不同的分級(jí)，當(dāng)顆粒粒度在1！～4！之間時(shí)，我們按照1/4！間隔進(jìn)行粒度分級(jí)的，當(dāng)粒度在-1！～0！，4！～8！之間時(shí)，是按照1！間隔進(jìn)行顆粒粒度分級(jí)的，當(dāng)粒度小于或等于-1！和大于8！時(shí)，顆粒粒度將不再進(jìn)行分級(jí)。

（2）為了更好的獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)記錄，將粒度測(cè)量檢測(cè)上限達(dá)到8 000μm我們第一步要計(jì)算出顆粒粒度粗細(xì)的比例值，第二部我們運(yùn)用上限可以擴(kuò)展獲得的方式，把分離出來(lái)的數(shù)據(jù)記錄擴(kuò)展到濕法檢測(cè)數(shù)據(jù)上，其實(shí)我們也可以分別進(jìn)行濕法和干法的顆粒粒度測(cè)量，但是它的上限達(dá)不到我們的要求，合并后可以獲得粒度分布數(shù)據(jù)。通過比較后發(fā)現(xiàn)后添加上的粒度分布數(shù)據(jù)重復(fù)性好，準(zhǔn)確度高[2]。

二、實(shí)施方案

干法測(cè)量的安裝儀器檢測(cè)范圍為4～350μm的顆粒粒度分布。

我們先準(zhǔn)備好1000mm范圍的透鏡，然后打開儀器前窗口，將1000 mm范圍透鏡安裝在儀器接收器上，緊接著把干法流動(dòng)樣品池小心的卡在范圍透鏡上，最后關(guān)閉儀器前窗口。

當(dāng)實(shí)行樣品測(cè)試

如果樣品在單一檢測(cè)量程內(nèi)，檢測(cè)儀可以一次性完成測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)我們更換儀器透鏡可知，儀器設(shè)備共有3個(gè)單一檢測(cè)范圍：第一：.濕法范圍在300RF：0.05～900μm；2第二：濕法范圍在300F： 0.5～900μm；3第三：干法范圍是1000：4～3500μm。以上實(shí)驗(yàn)步奏必須在硬件設(shè)置、分析設(shè)置、光學(xué)特性設(shè)置準(zhǔn)備無(wú)誤后，才能進(jìn)行檢測(cè)。

實(shí)驗(yàn)對(duì)準(zhǔn)確度的要求是非常高的，為了達(dá)到我們想要的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)不僅需要重復(fù)性，也需要改變采樣次數(shù)，必須把原先的MSS型激光粒度儀的采樣速度2000次，設(shè)置為現(xiàn)在的10000次，

以前需要5秒，現(xiàn)在是20秒，這樣使測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、可靠。

（4） 人們傾向于傳統(tǒng)的篩析-沉降法，但是這種方法不提倡用于致密的碎屑巖是因?yàn)檫@種檢測(cè)方法分析流程比較長(zhǎng)，而且對(duì)樣品要求分散度較高，所以不適用于致密的碎屑巖。所以我們?cè)趯?duì)于不同測(cè)量方法的數(shù)據(jù)比較時(shí)，應(yīng)該注意：對(duì)同樣種樣品，如果檢測(cè)出數(shù)據(jù)差值很大的現(xiàn)象，不要驚訝，并不是檢測(cè)出現(xiàn)錯(cuò)誤，而是我們用了不相同的方法，方法不同，測(cè)量時(shí)粒度狀態(tài)不相同，測(cè)量顆粒直徑不一樣，其結(jié)果也不會(huì)相同了。由此我們需要將激光粒度分析儀與篩析法、沉降法、圖像分析法等粒度測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較

通過比較會(huì)發(fā)現(xiàn)：

①激光法和篩析-沉降法的比較

通過實(shí)驗(yàn)對(duì)元素古151和對(duì)元素井131塊樣品進(jìn)行了雙樣測(cè)試，其結(jié)果顯示，95%的樣品主命名方式相同，激光法測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果雖然比比篩析-沉降方法測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果粒度分布高出1/4！～1/2！，但是這兩種測(cè)試數(shù)據(jù)的總體分布概率基本相同。

②激光法與圖像分析法的比較

當(dāng)我們對(duì)元素躍檢1井10，11，12，20，21，22號(hào)樣品進(jìn)行雙樣測(cè)試時(shí)，數(shù)據(jù)記錄顯示顆粒粒度分布總的趨勢(shì)和粒度主名符合較好，大部分的樣品分布一致。通過二者比較可知， 雖然激光法比篩析-沉降法粒度測(cè)試數(shù)據(jù)偏大一點(diǎn)， 但是激光法與圖像分析法的粒度數(shù)據(jù)還是基本一致[3]。

三、結(jié)論

隨著高科技的不斷發(fā)展，激光粒度分析儀不僅發(fā)揮其特有的功能用于科研生產(chǎn)，這一突破性的創(chuàng)新技術(shù)在碎屑巖粒度測(cè)試中得到了很好的應(yīng)用，這一重大發(fā)現(xiàn)改變了粒度測(cè)試長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)定難度大、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、檢測(cè)數(shù)據(jù)處理誤差大等很多不利的因素。通過以上方法改進(jìn)，得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）運(yùn)用篩析和沉降法進(jìn)行顆粒粒度分析，這種方法已經(jīng)發(fā)展成了由快速化。智能化、簡(jiǎn)單化、的激光法測(cè)定，不僅在一定程度上減少了測(cè)量誤差，而且在分析速度中提高了近5倍。（2）巖石顆粒粒度大小不同，其測(cè)定的方式也會(huì)不相同，這里有兩種方法進(jìn)行測(cè)定，第一種是用篩析法測(cè)量數(shù)據(jù)擴(kuò)展激光濕法測(cè)量數(shù)據(jù)， 測(cè)定上限達(dá)到8000μm；第二種是采用激光干法測(cè)量數(shù)據(jù)擴(kuò)展激光濕法測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)定上限可達(dá)到3500μm，此方法迭加合并的數(shù)據(jù)更加符合實(shí)際。當(dāng)巖石含有大于900μm的粒度時(shí)，可以采用兩種方法中的任何一種。（3）為了改善了原先篩析-沉降法測(cè)試間距設(shè)定的局限性。我們可以按顆粒粒度分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定測(cè)定數(shù)據(jù)分界點(diǎn)。（4）當(dāng)MSS型激光粒度分析儀采樣次數(shù)設(shè)定為10000次時(shí)，其相對(duì)誤差由原來(lái)的百分之十下降到百分之六以下，需要時(shí)間為20s是比原來(lái)的2000次提高了近5倍，其重復(fù)性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差由原來(lái)的不大于百分之八精確到百分之五。（5）我們通過比較實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)得出，無(wú)論是激光法，還是圖像法，實(shí)驗(yàn)獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)基本上是一致的。因此，我們可以得出結(jié)論：目前為止，采用激光法檢測(cè)油田碎屑巖粒度是一種準(zhǔn)確的測(cè)試方法，

并且在測(cè)定碎巖屑粒度測(cè)定中有著非常重要的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]吳文明，秦飛，李亮[J].鉆采工藝，2013，（03）89-92+10-11

[2]楊紅波，楊磊.超聲衰減粒度儀在煤粉粒度測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)儀器儀表，2012，（05）：.67-69.

作者簡(jiǎn)介

郭曉飛，2010年7月畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，目前從事工作：巖石碎屑巖粒度分析工作，勘探開發(fā)研究院中心化。