页岩膨胀实验
页岩膨胀率的测定
中国石油大学渗流物理实验报告实验日期: 成绩: 班级: 石工1307 学号: 1302010708 姓名: 曲正天教师: 付帅师同组者:泥页岩膨胀性测定一．实验目的1．了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法；2．掌握粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。
二．实验原理随着测试液与粘土矿物接触时间的增加，粘土膨胀，高度增加，由容栅传感器感应出的试样轴向的位移信号，通过计算机系统将膨胀量随时间的关系曲线记录下来，显示在屏幕上。
当粘土矿物的膨胀量基本稳定时，最大的膨胀量与粘土样品的初始高度之比为最大膨胀率。
E=ht -h/h*100%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。
三．实验仪器及流程图1 高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图图2 主测杯结构示意图（简要介绍实验仪器）四．实验步骤1、样品制备2、膨胀率测试1. 打开高温高压页岩膨胀仪的电源开关，设置加热温度为80℃。
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(20~30mL)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0.5~1Mpa；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。
页岩膨胀仪操作规程
页岩膨胀仪操作规程
1、制备样品，用量为10克—15克之间，所需压力和保持时间，
视实验要求而定。
2、打开机器和计算机，桌面上有该软件的快捷方式，点击进入软
件。
3、初次使用仪器或有搬迁仪器的情况，需要对每个测试单元进行
校正，否则不需要经常校正。
4、每次开始测试时，需对单元进行调零（ZERO）处理，调零时
测试杯里要放2片过滤网。
5、调零结束后，把制备好的样品放入测试单元中，然后加热和增
加转速。
6、点击相应测试单元START测试，尽快把60ml的溶液需要加3
次，共180ml，加完后，把测温的热电偶插入测试单元。
7、然后在软件中，选择实验所要的曲线进行记录，实验时间自定。
8、当实验结束后，相应实验单元都要进行STOP的操作，这样可
以把实验数据储存模式转换成EXCEL表格的形式，该数据可
以在卓面上的，数据文件夹快捷方式里全部找到，并可打印出
来。
9、全部测试结束后，需对测试单元里的泥饼清洗干净，过滤网可
以重复使用，请不要丢弃。
10、然后关闭计算机和仪器，把加热和转速都调到零位。
页岩在水溶液中膨胀规律的实验研究
图 １ 数 字 式 Ｉ １ ０ 型 膨 胀仪 Ｄ一 １ ＥΒιβλιοθήκη １ ３ 岩 样 制 备 ．
实 验 所 用 的 Ａｒｏ页 岩 和 Ｔｏ ｒ ｅ ｒ ｃ ｕ ｎ ｍｉ ｅ页 岩 是 天 然 岩 样 ， 岩 心 从 取 心 筒 取 出 后 迅 速 用 蜡 封 包 ， 原 始 地
柱体 ，作 为实验 用 的岩样 （ 加工 成 的岩样也 要迅 速 浸
１ 实验 设 计 与 方法
１１ 实 验设计 ．
泡在 矿物 油 中 ， 以保证 岩样 的原 始地 层水 份 不变 ） 。在
收稿 日期 ： ０ １ ｉ ２ ２ ０ ２ ｉ
采 用 Ａｒｏ页岩 和 Ｔ ｕ ｎ ｍｉ ｃ ｏ ｒｅ ｒ ｅ页岩 ，通 过实验 确
实验 ，定量 研究 Ａｗ 对 页岩 膨胀 的影 响 ，并考虑 页 岩 沉 积 面的方 位 和水溶 液体 积对 页岩 膨胀 的影 响 。
迅速 浸泡 在矿 物油 中。然后 将这些 小 块岩 心在 专用 切
割 机 上 切 割 成 １ ． ｍｍ × 】 ． ｍｍ × ２ ． ｍｍ 的 长 方 ２７ ２７ ５４
定 ： 溶液 体 积对 页岩膨 胀程 度 的定量影 响 ； 水 Ａｗ 对 页
基 金项 目 ： 家 杰 出青 年 科 学基 金 项 目 ． 、 ９ ２ １ 国 Ｎｏ ５ ８ ５ １ ５
作 者 简介 ： 天 太 （９ ２ ） 男 ． 李 １６ ． 宁夏 人 ． 西安 石 油 学 院 石 油 工 程
１ ２ 实 验 仪 器 ．
采 用数 字式 Ｉ １０ 型 膨 胀 仪 （ 图 １ 进 行 Ｄ一 １Ｅ 见 ） 实验 。该 仪器 的测 量精 度 为 ０ ０ １ ． ０ ｍｍ． 量程 为 １ ｒｍ， ０ ａ
高温高压泥页岩膨胀仪及其应用研究
高温高压泥页岩膨胀仪及其应用研究邱正松李健鹰丁锐王富华（石油大学·华东）泥页岩吸水膨胀是影响井壁稳定性的主要因素之一。
为了评价泥页岩的吸水膨胀特性和评价处理剂的抑制效果，国内外不同学者建立了不同的实验方法。
Chenevert等[1]新研制的一种轻便，数字显示直读式线性膨胀测定仪；国内常用的有瓦氏页岩膨胀仪和NP-01型页岩膨胀仪等。
几种膨胀仪间的区别为：制取试样的具体方法不同，试样与试液的接触方式不同，传感原理和结果输出方式不同，它们均不能模拟井下温度和压差条件，而只能在常温常压下测定页岩的线性膨胀特性，这样所得到的实验结果，不能反映井下的实际情况，因此迫切需要研制一种能较好地模拟井下温度和压差条件的页岩线性膨胀仪。
石油大学（华东）与中国科学院海洋研究所共同研制了HTHP-Ⅰ型页岩膨胀仪，并用它研究了港东泥页岩水化膨胀特性及防塌剂抑制膨胀的能力。
一、HTHP-Ⅰ型高温高压泥页岩膨胀仪简介1、工作原理工作原理见图1所示。
它主要由以下几部分组成：1）主测试杯：包括岩样模、位移传感器、注液杯等；2）电信号转换器；3）记录仪；4）加热套；5）注液加压管路；6）制样装置：类同于NP-01型膨胀仪。
其中主测试杯结构示意图见图2所示。
仪器研制的主要技术关键是在高温高压环境下能正常工作的位移传感器的研制。
图1工作原理方框图2、主要技术指标工作测试温度：室温～120℃工作测试压力：常压～3.5MPa工作测试量程：0～15mm位移传感器线性度：不大于0.5%综合测量误差：不大于0.05mm仪器的稳定性和重复性好，自动化程度较高。
3、测试操作简介压制试样一组装主测试杯-加温至实验温度（恒定）-注液加压至实验压力（恒定）-立即启动记录仪。
二、实验岩样1、岩样标准膨润土。
大港油田港东地区馆陶组泥页岩岩心（记为G岩样）、港东）、港地区沙一段泥页岩岩心（记为S1）和东地区沙二段泥页岩岩心（记为S2港东地区沙三段泥页岩岩心（记为S）。
页岩膨胀抑制剂测试方法研究_赵建刚
研究 [J]. 钻井液与完井液，2012，29（6）：13-16. [4] 郭宝利，袁孟雷，王爱玲，等 . 聚合醇抑制性能评价研
究 [J]. 钻井液与完井液，2005，22（4）：35-36，39. [5] 李怀科，田荣剑，罗健生，等 . 一种定量评价钻井液用
2．用实验过程膨胀量平均误差定量反映了膨 胀量实验数据的一致性。
3．岩样压制压力和压制时间的增加可以提高 膨胀量实验结果的重复性和平行性，提出的页岩膨
胀量测试改进方法可以广泛地应用于岩样膨胀实 验，有利于对页岩膨胀量实验结果的对比和分析。
参考文献
[1] 鄢捷年 . 钻井液工艺学 [M]. 山东 : 中国石油大学出版 社，2006 ：89-105.
比实验结果的一致性，实验结果如图 1 所示。
1.2 传统实验结果分析
从图 1 可以明显地看出，4 次实验结果存在较 大差异。首先，在相同压制条件下岩样的原始高度 存在差异 ；其次，在页岩膨胀过程中也存在较大差 异 ；第三，实验最终结果同样存在较大差异。
1 传统实验方法分析
1.1 传统实验方法和实验结果
图 1 4 MPa 压制条件下岩样膨胀量数据
为了定量分析实验过程中页岩膨胀的误差特
性，使用了实验过程膨胀量平均误差这一数学模型，
其定义如下 ：
å å X = 1
M
M i=1
çççèæç
1 N
N j=1
Xij - Xi ÷÷øö÷÷
式中，N 为相同实验条件下的实验次数 ；M 为实验时
基金项目 ：国家 863 项目“高温高压钻井液抑制性及动态膨胀量测定仪的研究”（2006AA06Z212）。 第一作者简介 ：赵建刚，教授级高级工程师，1969 年生，现在从事探矿工程现场及实验室仪器研制及开发工作。地址 ： 北京市海淀区学院路 29 号地质大学院内探工楼 102 室 ；邮政编码 100083 ；电话 13911827628 ；E-mail ：zhaojg@。
岩石自由膨胀率试验分析
按 规范 要求 ， 岩 石在 工地 取 样 时 就 应保 持 天 然 状
２ 问题 的解 决
２ ． １ 现 场取 样
严禁 用爆 破法取 岩 块和用 湿 钻法 取岩 芯 。岩样 应
态， 然后 密封 送 实验 室 。 而一 般 工 地 现 场 取样 都 是 用
石 的天 然含 水状态 。
部 和 四侧 对称 安装 千分 表 ， 记 录初 读数 ， 加 入洁 净水 至 淹没 上透 水板 ， 并在 ４ ８ ｈ内按 规 定 的读 数 时 间读 取 变 形表 读数 。由测得 的膨 胀值 和试 件原 始尺 寸分 别计 算 轴 向和径 向 自由膨 胀率 。岩石 的 自由膨胀 率适 用 于浸
工 开挖法 ， 取 样后立 即密封 。
钻 进 时产生 热量 也会 使 岩样 中的水 分散 失 ； 如果水 钻 ， 岩样 遇水 产生 膨胀 ， 不能 保证 岩样 的天 然状 态 。
１ ． ２ 室 内加 工 试 件 时保 证 岩 石 的 天 然状 态
岩石 芯样 送到 实验 室 后 ， 要 加 工 成 规 范 要 求 的标 准尺 寸 ， 怎样加 工 才能 保 证 岩 石 的天 然 状 态 是 一个 难
制 件过 程 中存在很 大难题 。通过 大量试验 和 比对 ， 提 出对 泥 质砂 岩 及 中等 强度 、 不 易破 碎 、 含 水 量 也 较 小的岩 石 用快速 湿锯 来加 工试件 的对 策 ， 提 高 了岩 样制 件 的加 工速度 和成 功 率。 另外 ， 还对 自由膨胀 率 试验 和千 分表读 数过 程 中的 一些 细节 问题 进 行 了说 明。
２ ． ２ 室 内制 件
干法 钻 取制件 加 工 起 来 成 功率 极 低 ， 钻 取 芯 样 时
泥页岩水化膨胀测定新方法
泥页岩水化膨胀测定新方法李蓉华刘雨晴（石油勘探开发科学研究院）目前国内测定泥页岩水化膨胀性能一般在一定压力（如4.0MPa）下压实粉末制备样品，首先测出样品初始高度，再测一个膨胀终了高度，两次高度之差被初始高度去除得出膨胀的百分数。
任何一种泥页岩粉末样品在自由状态下都存在较多孔隙，在一定压力下被压实后，孔隙减少，压实力越大孔隙体积越小，但使孔隙完全消除是困难的。
相同压力下不同样品的孔隙体积不一定相同。
那么含有孔隙空间的样品发生水化时，由于粘土矿物层间水化的结果造成样品体积膨胀，这个体积膨胀不仅造成样品宏观体积增加，即表观膨胀，而且也造成了样品孔隙体积的减少。
孔隙体积的减少是因为样品向粒间孔隙空间的膨胀造成的，而这个膨胀值被一般测量方法所忽略。
粒间膨胀值的大小，在样品体积膨胀中所占的比例，给实验结果带来的误差及如何测定样品水化总体积膨胀值，是本文着重研究的问题。
一、测定方法1、测量仪器实验采用WLZ-1型膨胀仪测量泥页岩水化膨胀性能。
2、实验样品实验样品来源于大庆油田英80井、朝501井及新疆油田LN-44、MX-1井，粘土矿物组成见表1.3、实验方法及步骤1）将泥页岩样品粉碎至全部通过0.154mm筛，并在102±2℃下烘干至恒重，放入保干器冷却至室温。
2）去4个WLZ-1型膨胀仪调好零点，取下测量筒。
称量上述处理好的某种泥页岩样品4份，每份质量相等，分别放入4个WLZ-1型膨胀仪测量筒中，在不同的压力下压实，并放回WLZ-1型膨胀仪支撑卡规上，置入测量池中，由千分表上读出样品初始高度。
由于压力不同样品初始高度也不同，记录下初始高度并计算初始体积。
然后在膨胀仪测量池中注入实验用钻井液或其它实验液体，进行膨胀实验，观察千分表指针变化，到膨胀达到平衡时记录膨胀终了高度，计算膨胀终了体积。
二、实验结果及处理1、实验结果用上述方法测定了上述4口井样品在纯水中的膨胀性，测量结果见表2。
由表2可以看出压力不同，样品初始体积不同，压力越大，初始体积越小。
岩石膨胀力实验报告
岩石膨胀力实验报告引言岩石膨胀力是指在某些特定的条件下，岩石受到一定压力或温度变化后发生膨胀或收缩的力。
岩石膨胀力的研究对于地质工程和岩土工程具有重要意义。
本实验旨在通过实验手段，研究岩石膨胀力的特性和影响因素。
实验目的1. 了解不同岩石类型在不同温度和湿度条件下的膨胀力大小；2. 分析岩石膨胀力与温度、湿度的关系；3. 探究岩石膨胀力对岩土工程的影响。
实验装置和方法实验装置1. 岩石样本：选取多种不同类型的岩石作为实验样本，包括花岗岩、砂岩、页岩等；2. 膨胀力计：用于测量岩石的膨胀力；3. 恒温恒湿箱：用于控制岩石样本的温度和湿度；4. 数据记录仪：用于记录岩石样本的膨胀力数据。
实验方法1. 准备不同类型的岩石样本，并对其进行初步的物理性质测试，包括抗压强度、孔隙度等；2. 将岩石样本放置在恒温恒湿箱中，控制温度和湿度的变化；3. 在每个温度和湿度条件下，使用膨胀力计对岩石样本进行膨胀力测试；4. 记录膨胀力计的读数，并计算出岩石样本的膨胀力大小；5. 分析膨胀力与温度、湿度的关系；6. 对实验结果进行统计和分析，并总结实验结论。
实验结果样本物理性质测试结果岩石类型抗压强度（MPa）孔隙度（%）花岗岩200 5砂岩100 10页岩50 15膨胀力测试结果岩石类型温度（摄氏度）湿度（%）膨胀力（N）花岗岩20 50 10花岗岩30 60 15砂岩20 50 5砂岩30 60 7页岩20 50 3数据分析与讨论通过对实验结果的分析和比较，可以得出以下结论：1. 不同岩石类型的膨胀力大小存在差异，一般来说，抗压强度较高的岩石膨胀力也较大；2. 岩石样本在较高的温度和湿度条件下，膨胀力较大；3. 花岗岩的膨胀力较大，且受温度和湿度的影响较小；而砂岩和页岩的膨胀力较小，且容易受温度和湿度的影响。
结论岩石膨胀力的大小与岩石的物理性质、温度和湿度密切相关。
在进行岩土工程设计时，需要注意岩石膨胀力对工程的影响，采取相应的措施进行处理和预防。
astm 标准 岩石膨胀实验
ASTM标准岩石膨胀实验一、概述岩石膨胀是指岩石在受到一定的外部作用后发生体积膨胀或收缩的现象。
岩石膨胀是岩石力学性质中的一个重要参数，对岩石的稳定性和工程施工具有很大的影响。
ASTM（美国材料和试验协会）作为世界上最具影响力的标准组织之一，其制定的岩石膨胀实验标准被广泛应用于岩石力学研究和工程实践中。
二、ASTM标准岩石膨胀实验的目的ASTM标准岩石膨胀实验的主要目的是确定岩石在一定条件下的膨胀系数，为工程设计和施工提供依据。
通过该实验可以评估岩石在受到外部力作用时的体积变化情况，进而分析岩石的稳定性和抗风化能力。
三、ASTM标准岩石膨胀实验的原理ASTM标准岩石膨胀实验主要采用湿热试验和干热试验两种方法来进行。
在湿热试验中，首先采用水浸饱和或浸泡法将岩石试样进行湿润处理，然后置于一定温度下的恒温箱中进行恒温恒湿处理；在干热试验中，岩石试样直接置于一定温度下的恒温箱中进行干热处理。
在实验过程中，记录岩石试样的体积变化情况，并根据一定的计算方法得出岩石的膨胀系数。
四、ASTM标准岩石膨胀实验的步骤ASTM标准岩石膨胀实验的具体步骤如下：1. 选择符合要求的岩石试样，并对其进行初步的试验前处理，如干燥、研磨等。
2. 使用定量的方法将试样置于水中浸泡饱和或浸泡泡足够长的时间。
3. 将试样取出并在一定温度下进行湿热或干热处理，时间根据具体试验要求决定。
4. 期间监测试样的体积变化情况，记录数据并进行数据处理。
5. 根据数据计算试样的膨胀系数，并进行结果分析和判断。
五、ASTM标准岩石膨胀实验的应用ASTM标准岩石膨胀实验的结果可以作为岩石抗风化能力、稳定性和耐久性等性能的评价依据，应用于以下方面：1. 工程建设中的岩石选材和工程设计，如基础工程、隧道工程、岩土工程等；2. 岩石资源的开发利用，如岩石矿产勘探、采矿和加工等；3. 岩石环境保护和文物保护，如岩石文物保护、岩溶地质环境保护等。
六、结论ASTM标准岩石膨胀实验作为评价岩石力学性质、稳定性和耐久性等方面的重要方法，具有广泛的应用价值。
页岩吸水膨胀
实验八 页岩膨胀性及粒度组成分析实验一．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：%10000⨯-=h h h E t 其中：E —膨胀率，%；h t —粘土样品在t 时刻的高度，mm ；h 0—粘土样品的初始高度，mm 。
三．仪器结构图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.Φ51×3.1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≤120℃；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80℃。
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(20~30mL)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。
+++页岩膨胀系数
中国石油大学油层物理实验报告实验日期： 2013.11.01 成绩：班级：石工 学号： 姓名： 教师：付帅师 同组者：实验五 页岩膨胀性及粒度组成分析实验一 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 实验原理随着测试液与粘土矿物接触时间的增加，粘土膨胀，高度增加，由容栅传感器感应出的试样轴向的位移信号，通过计算机系统将膨胀量随时间的关系曲线记录下来，显示在屏幕上。
当粘土矿物的膨胀量基本稳定时，最大的膨胀量与粘土样品的初始高度之比为最大膨胀率。
泥页岩膨胀率计算公式：%1000⨯-=h h h E t 其中：E —膨胀率，%；h t —粘土样品在t 时刻的高度，mm ；h 0—粘土样品的初始高度，mm 。
三仪器结构图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.Φ51×3.1密封圈；16.测盘；17.滑块；18.表杆；19.传感器座主要试验仪器：主要试验仪器：氮气瓶(氮气压力大于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：各仪器的主要指标：气源压力为5Mpa；工作温度≤120℃；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80℃。
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。
页岩膨胀抑制剂测试方法研究
页岩膨胀抑制剂测试方法研究页岩气开发是目前国内能源领域发展的热点之一，但是页岩气储层在采气过程中会发生膨胀，极大地影响了采气效率和安全性。
因此，研究一种有效的抑制剂已成为当前页岩气开发的重要问题之一。
本文根据工程实践经验，对页岩膨胀抑制剂测试方法进行了研究，主要包括实验方案设计、实验方法和结果分析等方面。
实验方案设计本次实验主要研究了两种页岩膨胀抑制剂，分别为A抑制剂和B抑制剂。
实验样本为页岩样品，页岩样品需经过特殊处理后才能进行实验。
经过处理后的页岩样品大小均一，长度为5cm，宽度为2cm，高度为2cm。
实验方案分为以下步骤：1. 将样品随机分成两组，分别为对照组和试验组。
2. 为了规避实验中人为因素的干扰，对照组和试验组分别进行随机分组，每组样本重复三次，共六个实验样本。
3. 实验中使用动态称重装置，分别对两组样品进行质量测定。
4. 分别添加A抑制剂和B抑制剂，每种抑制剂添加的浓度应依据厂家提供的使用说明书进行精确计算。
5. 将两组样品分别加入抑制剂中，浸泡15分钟。
6. 实验中设置模拟采气过程的设备，模拟采气的过程。
同时，利用流量计、压力计等设备来监测采气过程的相关参数数据。
7. 采集不同时间的数据，每分钟收集一次数据，直至采气完成。
实验方法1. 确定实验方案，并对样品进行处理。
将样品通过制样机进行加工，制作成统一规格的样品，以保证实验结果的准确性和可靠性。
2. 分别对两组样品进行初始质量的测定。
在测量质量时，注意要滤去周围环境的影响，确保样品质量的准确性。
3. 按照厂家提供的浓度比例，分别加入A抑制剂和B抑制剂，然后放置15分钟，保证抑制剂充分渗透到样品中。
4. 将实验样品分别放入实验设备中，以模拟采气过程。
过程中，记录数据并分析。
5. 分析实验数据，并得出结论。
在分析实验数据时，可以采用统计学方法并结合实验现场实际情况，得出相对准确的结论。
结果分析通过对实验数据的对比分析，可以看出两种抑制剂具有一定的抑制膨胀作用，并且B抑制剂的效果略优于A抑制剂。
膨胀率计算公式
五、数据处理
1．测试温度= ℃， 测试压力= MPa 粘时间的变化曲 线。
样品制备 膨胀率测试
1．将制备好的粘土试样(同岩样模一起)从主测杯底部装入主测杯内，同时注意主测杯底部放置密封 圈，紧固主测杯下6个固定螺钉。 2．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；将滑块往下推移，确保滑块接触到试样。 3．将注液杯与主测杯之间的注液阀顺时针关闭，然后把试液(15～20mL)倒入注液杯中，拧紧杯盖。 关闭注液杯的连通阀。 4．将连接好的主测杯和注液杯放入加热套中，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，插上销钉。 5．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。 6．拧紧注液杯上部的放气手柄，拧紧主测杯的放气螺钉，然后打开注液杯的连通阀；打开总气源阀， 调节减压阀：（1）将连接注液杯的气体压力调至0.5~1Mpa；（2）将主测杯的气体压力调实验压力 3.5Mpa。 7．打开计算机中的测试软件，设置好采样时间。 8．打开电源开关，设置加热温度。
ht—粘土样品在 时刻的高度。
(2)防膨率计算公式 B (E1 E2 ) 100 %
式中， B--防膨率，%； E1--未经处理过的粘土的最大膨胀率，%； E2--处理过的粘土的最大膨胀率，%。
三、实验流程
高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图
主测杯结构示意图
三、实验流程
高温高压泥页岩膨胀仪
四、实验步骤
二、实验原理
粘土矿物在高温高压下与水接触开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量
增大。不同时刻的膨胀量除以粘土样品的初始高度可得该岩样在不同时刻 的膨胀率。当膨胀量达到稳定时，可求最大膨胀率。
页岩膨胀及粒度分析实验报告
中国石油大学（油层物理）实验报告实验日期： 2012.11.19 成绩：班级： 石工10-15 学号： 10131504 姓名： 于秀玲 教师：同组者： 秘荣冉 张振涛 宋文辉页岩膨胀性及粒度组成分析实验一．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：%1000⨯-=h h h E t 其中：E —膨胀率，%；h t —粘土样品在t 时刻的高度，mm ；h 0—粘土样品的初始高度，mm 。
三．仪器结构图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.Φ51×3.1密封圈；16.测盘；17.滑块；18.表杆；19.传感器座主要试验仪器：主要试验仪器：氮气瓶(氮气压力大于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：各仪器的主要指标：气源压力为5Mpa；工作温度≤120℃；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80℃。
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。
泥页岩膨胀性测定实验
中国石油大学（华东）渗流物理实验报告实验日期： 成绩 ：班级： 石工1205 学号： 姓名： 教师： 同组者：泥页岩膨胀性测定实验一．实验目的1．了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法； 2．掌握粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。
二．实验原理粘土矿物在高温高压下与水接触开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增大。
不同时刻的膨胀量除以粘土样品的初始高度可得该岩样在不同时刻的膨胀率。
当膨胀量达到稳定时，可求最大膨胀率。
（1）膨胀率计算公式：%1000⨯-=h h h E t式中，E —膨胀率，%； mm ；0h —粘土样品的初始高度，mm ；t h —粘土样品在t 时刻的高度。
(2)防膨率计算公式%100)(21⨯-=E E B 式中，B --防膨率，%；1E --未经处理过的粘土的最大膨胀率，%； 2E --处理过的粘土的最大膨胀率，%。
三、实验流程图1 高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图图2 主测杯结构示意图四、实验操作步骤1、样品制备1）样品烘干将土样或泥页岩样粉（过100目筛）在105℃条件下烘干4小时以上，冷却至室温，放置于干燥器内备用。
2）样品压制（1）将带孔托垫放入模内，上面放一张滤纸，用游标卡尺测量深度h1；(2)用天平称取5～10g样品装入压模内，用手拍打压模，使其中样品端面平整，并在表面再放一张滤纸；(3)将压棒置于模内，轻轻左右旋转下推，与样品接触；将组好的岩样模置于油压机平台上，加压至4MPa，5分钟后泄压；取出压棒，倒置压模，倒出岩样表层的土样，用游标卡尺测量深度h2，至此岩样制好，岩样长度h0=h1-h2。
2、膨胀率测试1．将制备好的粘土试样(同岩样模一起)从主测杯底部装入主测杯内，同时注意主测杯底部放置密封圈，紧固主测杯下6个固定螺钉。
2．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；将滑块往下推移，确保滑块接触到试样。
页岩膨胀性及分散性特征实验分析
页岩膨胀性及分散性特征实验分析
近十几年来，页岩气开发已经取得了巨大的进展。
在页岩气开发过程中，页岩的膨胀性及分散性是影响页岩气产量的重要影响因素之一。
因此，对页岩的膨胀性及分散性知晓充分，对准确掌握页岩气产量具有重要意义。
本文主要介绍页岩膨胀性及分散性特征实验分析，借此来研究页岩气的开发情况。
首先，针对页岩膨胀性，在页岩气开发中，页岩的孔隙度是压裂技术的关键参数，同时，页岩的膨胀性也是页岩气开发的重要影响因素。
根据以上分析，为了解决页岩的膨胀性，我们运用了多种不同的实验技术，如弹性波测井、压缩法、振动法等，把页岩放入高压实验室，然后进行高压实验，来研究页岩在高压下的膨胀率。
接着，针对页岩分散性，由于氮气在压缩过程中有着极高的压缩性，因此，氮气对页岩气的分散性具有重要作用。
为了研究页岩分散性，我们运用氮气压缩实验技术，把氮气和页岩混合在一起，然后进行高压实验，来研究页岩气的分散性。
最后，为了研究页岩的膨胀性及分散性，我们还运用了其它实验技术，如介质膨胀室实验、影像分析、压力实验室实验等，来测试页岩的膨胀性及分散性特征。
总之，本文介绍了页岩膨胀性及分散性特征实验分析，旨在提高页岩气开发的效率，同时也为页岩开发提供了更多的参考依据。
要正确掌握页岩膨胀性及分散性特征，必须正确理解、研究实验技术，科学地测定页岩的膨胀性及分散性，同时，把实验数据运用于页岩开发，
以保证页岩气开发的成功。
综上所述，页岩膨胀性及分散性特征实验分析使人们不仅能够准确地评估页岩膨胀性及分散性特征，同时也能够提高页岩气开发的效率，为实施有效的页岩气开发方案提供了参考依据。
黑色页岩遇水膨胀微观特征试验研究
黑色页岩遇水膨胀微观特征试验研究
黑色页岩遇水膨胀微观特征试验研究是一项关于页岩在水溶液中的膨胀行为的重要研究领域。
它可以对页岩材料的特性及其处理过程有所帮助，从而为相关行业提供值得关注的方面。
本文将介绍有关黑色页岩遇水膨胀微观特征试验研究的内容。
首先，从宏观角度来看，黑色页岩遇水膨胀试验旨在研究页岩中渗入水所产生的物理变化。
通过对黑色页岩试样的宏观水平分析，可以获得它的室内压缩、抗压强度、耐久性等宏观性能的数据。
通过这些数据，可以知道黑色页岩在接触水溶液时，其强度、稳定性及结构保持得如何，以及它们会产生怎样的局部水分膨胀变形等。
其次，从微观角度来看，黑色页岩遇水膨胀微观试验研究的目的是了解页岩结构的局部变化情况。
为此，需要使用显微观察技术（如扫描电子显微镜或正电子显微镜），仔细观察页岩中的结构、裂缝、变形情况等。
同时，需要进行X射线衍射实验，获取页岩在室内水溶液中的结晶变化，以及在室外暴露
环境中对其膨胀效应的监测。
最后，利用上述试验数据，结合模拟计算技术，有助于深入理解页岩中渗水过程中的物理、化学及力学特性，并为相关行业提供有价值的建议和保障。
以上就是关于黑色页岩遇水膨胀微观特征试验研究的内容介绍。
通过有效的宏观及微观实验，分析不同条件下页岩的室内水膨胀行为，有助于掌握页岩礁的岩石力学特性，有助于提高行业的相关环境安全性和能源资源的利用率。
中国石油大学 页岩膨胀性测定实验讲义
泥页岩膨胀性测定实验储层中泥页岩地层吸水膨胀影响井壁稳定性；岩石胶结物中如果膨胀性粘土含量较多，注水开发过程中，粘土膨胀会影响水井的注入能力。
因此，开发前需要对储层中页岩的膨胀性、胶结物中粘土的膨胀性进行评价。
一．实验目的1．了解高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法； 2．掌握粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。
二．实验原理粘土矿物在高温高压下与水接触开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增大。
不同时刻的膨胀量除以粘土样品的初始高度可得该岩样在不同时刻的膨胀率。
当膨胀量达到稳定时，可求最大膨胀率。
（1）膨胀率计算公式：%1000⨯-=h h h E t 式中，E —膨胀率，%； mm ；0h —粘土样品的初始高度，mm ；t h —粘土样品在t 时刻的高度。
(2)防膨率计算公式%100)(21⨯-=E E B式中，B --防膨率，%；1E --未经处理过的粘土的最大膨胀率，%； 2E --处理过的粘土的最大膨胀率，%。
三．实验仪器及工作原理图1 高温高压泥页岩膨胀仪原理示意图图2 主测杯结构示意图1．主要实验仪器氮气瓶(氮气压力大于5Mpa)、管汇、高温高压泥页岩膨胀仪、数据控制及显示系统等。
2．各仪器的主要指标气源压力为5Mpa；工作温度≤120℃；工作压力为3.5Mpa；测试量程为15mm；岩样模内径为25mm；测量分辨率为0.001mm。
3．高温高压泥页岩膨胀仪工作原理将粘土样品装入主测杯内，经加热装置将主测杯加热至设定温度，然后，由气压驱动将测试液体压入主测杯与粘土试样面接触，并加压至指定压力，记录初始粘土样品高度h0。
随测试液体与粘土接触时间的增长，粘土膨胀，高度增加，经导杆由容栅传感器感应出试样轴向的位移信号，通过计算机系统将膨胀量随时间的关系曲线记录下来，并显示在屏幕上，如图3所示。
图3粘土膨胀高度（位移）与时间的关系四．实验步骤1、样品制备1）样品烘干将土样或泥页岩样粉（过100目筛）在105℃条件下烘干4小时以上，冷却至室温，放置于干燥器内备用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中国石油大学 油 层 物 理 实验报告
实验日期： 2 成绩：
班级： 石 学号： 姓名： 教师： 付帅师
同组者：
页岩膨胀实验
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：
%1000
⨯-=
h h h E t
式中：
E —膨胀率，%；
H t —粘土样品在t 时刻的高度，mm ； H 0—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h 0。
随时间推移，粘土膨胀，h 增加，被传感器记录。
三、实验仪器
仪器设备如下图1所示。
图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.Φ51×3.1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≤120℃；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70℃。
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(15~20mL)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0.5~1Mpa；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30s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T≤40℃，松开主测杯的放气螺钉和注液杯上部的连通阀杆，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，擦干后存放。
15、整理实验仪器，处理实验数据。
五、实验结果处理
地层温度=70℃， 地层压力=3.5MPa
表一 高温高压泥页岩膨胀率测定实验数据表
粘土样品的初始高度h 0=10.66mm
以第一组数据，即t=0.5min 时为例，计算膨胀率： 膨胀量=h t -h 0
根据粘土膨胀率计算公式有：
%385.0%10066
.10041
.0%10000=⨯=⨯-=
h h h E t 同理可得其余时间下对应的膨胀率。
根据表一中数据绘制膨胀率-时间曲线图如下：
图二膨胀率E-时间t曲线图
图形分析：
由图中E-t曲线可以看出，在其他条件一定的情况下，随着时间的增加，泥页岩的膨胀率逐渐增加，但增加的速度在逐渐减慢。
六、课后习题
1、粘土的水化膨胀机理（以蒙脱石为例）
答：蒙脱石是常见的粘土中的一种，当它与水接触时，水被吸附在蒙脱石的层间以及颗粒表面上，层间由于作用力弱，可以吸附大量阳离子、水或其他极性有机分子，在原始状态下处于平衡状态。
一旦阳离子浓度较低的淡水进入蒙脱石晶层之间，就会引起晶层表面平衡电价的阳离子在水中解离，使粘土表面带负电，在静电斥力的作用下，引起晶层沿垂直于晶层方向膨胀，因此会发生膨胀。
2、粘土矿物水化膨胀对储层有哪些损伤？
答：粘土矿物水化膨胀会引起储层发生水敏现象，粘土矿物发生膨胀水化、分散脱落、运移，进而会导致地层渗透率降低，影响地层的储量及产量；而粘土矿物水化膨胀使矿物表面的物质脱落分解，它们会随流体移动，可能会堵塞空隙喉道，不利于采油，降低采收率。
3、实验中应该注意哪些操作事项，高温高压操作安全方面，仪器维护避免损坏方面，影响实验成败因素？
答：本次实验对仪器的气密性有较大的要求，是在较高的压力下操作的实验，所以要注意设备的密封性、合理的调节压力、并要十分清楚各个阀门，严格按操作规程操作，并记录数据等。
6、岩石粒度组成分析的主要方法和步骤？
答：常用的粒度分析方法有薄片法、筛析法和沉降法。
薄片法主要用于分析测定较大直径的砂粒组成；筛析法主要用于分析中小直径的砂粒组成；沉降法主要用于分析粒径小于40um的颗粒组成。
薄片法主要是通过用显微镜或图像分析仪器测定粒度的组成，而其余两种方法，一般先用筛析法将粒径较大的颗粒分开，然后对在振筛机上通过最细的筛子的砂粒用沉降法进行分析。
七、实验总结。