页岩膨胀性测定
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。
灰岩 膨胀系数
灰岩膨胀系数
灰岩是一种常见的岩石类型，其膨胀系数是衡量其物理性质的重
要指标之一。
灰岩膨胀系数是指在温度变化或潮湿度变化等条件下，
一定体积的灰岩材料在长度或体积方面发生的变化比例。
灰岩的膨胀系数跟它的孔隙率以及化学成分密切相关。
随着孔隙
率的增加，灰岩的膨胀系数也随之增加。
而且，灰岩中含有较多的膨
胀性较强的矿物质，例如膨胀性矿物质水泥石、膨润土等，膨胀系数
也会比较高。
根据实测，不同类型的灰岩其膨胀系数存在差异，一般灰岩膨胀
系数在0.05%~0.1%之间，但是也有高达0.3%以上的限制。
例如玄武岩、角闪石安山岩、辉绿岩等火山岩石和白垩纪以来的黑色、深色页岩等，由于孔隙率相对较低，所以只有0.01%~0.02%的膨胀系数。
灰岩的膨胀系数在工程应用方面是非常重要的，尤其是在墙体或
地基建设中。
由于灰岩的膨胀性较高，加之环境条件的不同，如果不
针对性地进行调节，就会导致墙体或地基的开裂、变形等问题，从而
给工程造成重大风险。
如何降低灰岩的膨胀系数呢？一方面需要通过减少灰岩中的膨胀
性矿物质的含量，例如降低灰岩中含有膨润土的比例等；另一方面可
以采取提高灰岩材料的密实度，以减少孔隙率的方式，从而达到降低
膨胀性的目的。
综上所述，了解和掌握灰岩的膨胀系数这一指标对于灰岩的开发、应用和工程建设都有着重要的意义。
同时，我们也需要在实践中更加
注重对灰岩膨胀性的评估和控制，以确保工程安全、可靠。
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。
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
南川地区陶粒页岩地质特征及煅烧制度研究
南川地区陶粒页岩地质特征及煅烧制度研究
郭宇;牟佳佳;李勇;周琴;罗航
【期刊名称】《能源与环保》
【年(卷),期】2024(46)1
【摘要】陶粒产量不足是这一多功能矿物材料大规模、持续性应用于绿色建材领域的瓶颈。
以重庆南川地区富页岩层位为对象,研究区龙马溪组(S1l)中下部页岩在煅烧试验后膨胀系数N平均=4.1(边界品位N>2)。
基于XRF、岩矿鉴定、SEM扫描电镜显示具膨胀性页岩特征,w(SiO_(2))约为62%、w(Al_(2)O_(3))约为19%、w(Fe_(2)O_(3))约为7%、w(CaO+MgO+K_(2)O+Na_(2)O)约为8.5%、TOC约为0.86%,矿物组合特征为石英+绿泥石+伊利石+斜长石,制备的页岩陶粒矿物组合为石英+赤铁矿+变质矿物。
页岩矿物颗粒的定向排列和特殊结构对膨胀性具有促进作用。
根据正交试验、单因素变量控制试验优化研究区煅烧制度为:粒径12~15 mm、升温速率12℃/min、煅烧温度1 200℃、保温时间20 min。
研究可为区内陶粒用页岩矿产资源的开发利用提供参考。
【总页数】7页(P112-118)
【作者】郭宇;牟佳佳;李勇;周琴;罗航
【作者单位】重庆市地质矿产勘查开发局107地质队;长江师范学院土木建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P579
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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。
岩石的碎胀系数
岩石的碎胀系数一、引言岩石的碎胀现象是指岩石在受到外力作用下产生的体积膨胀和裂缝增多的现象。
岩石的碎胀系数是评价岩体抗碎胀能力的指标之一。
本文将全面探讨岩石碎胀系数的意义、影响因素以及测试方法。
二、岩石碎胀系数的意义岩石碎胀系数是描述岩石在承受外界压力时膨胀的能力。
该系数的大小可以反映岩体的抗碎胀能力，对岩石的工程应用具有重要意义。
确定岩石的碎胀系数可以帮助工程师预测岩石在施工过程中可能出现的问题，从而制定合理的工程方案。
三、影响岩石碎胀系数的因素岩石碎胀系数受到多种因素的影响，下面将详细介绍几个主要因素：1. 岩石的物理性质岩石的物理性质对于碎胀系数具有重要影响。
例如，岩石的孔隙度和渗透性会影响岩石内部水分的变化，从而引起岩石的膨胀和收缩。
此外，岩石的密度、韧度和强度等物理性质也会对碎胀系数产生影响。
2. 岩性和岩层结构不同岩性和岩层结构的岩石具有不同的碎胀特性。
例如，页岩和含煤层的岩石在受到压力作用时容易发生膨胀和碎裂。
而片麻岩等块状结构的岩石则相对较稳定。
3. 外界应力和变形条件外界应力和变形条件是影响岩石碎胀系数的重要因素之一。
当岩石承受外界压力时，会发生应力释放和变形，从而导致岩石的碎胀现象。
外界应力的大小和变化率将对碎胀系数产生直接影响。
4. 环境条件环境条件如温度变化、湿度等因素也会对岩石的碎胀系数产生影响。
例如，温度的升高会导致岩石内部水分蒸发，从而引起膨胀现象。
四、岩石碎胀系数的测试方法为了准确测定岩石的碎胀系数，需要使用专门的实验方法。
下面介绍常用的两种测试方法：1. 湿膨胀试验湿膨胀试验是一种常用的测定岩石碎胀系数的方法。
该方法通过将岩石样品暴露在不同的湿度条件下，观察其体积变化情况，从而确定碎胀系数。
实验过程中需要控制样品的湿度和温度，以保证测试结果的准确性。
2. 水浸膨胀试验水浸膨胀试验是另一种测定岩石碎胀系数的方法。
该方法通过将岩石样品浸泡在水中，观察其在浸泡过程中的体积变化情况。
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。
膨胀率试验记录范文
膨胀率试验记录范文1.实验目的：测定材料的膨胀率，了解其热膨胀性能。
2.实验原理：材料在受热时会发生热膨胀现象，表现为体积的增大。
通过测量温度变化前后材料的尺寸变化，可以计算出材料的膨胀率。
3.实验仪器：膨胀率测量装置、温度计、样品材料。
4.实验步骤：(1)准备样品材料：选择需要测定膨胀率的材料，保证其表面平整无缺陷。
(2)装置测量装置：将样品固定在膨胀率测量装置上，确保尺寸测量的准确性。
(3)测量初始尺寸：记录样品的初始尺寸，包括长度、宽度和高度。
(4)升温过程：将样品置于温度控制器中，按照设定的温度升温曲线进行加热，温度逐渐升高。
(5)实时记录温度：使用温度计实时记录样品所处环境的温度变化。
(6)实时记录尺寸变化：使用膨胀率测量装置记录样品的尺寸变化情况，包括长度、宽度和高度的变化。
(7)终止升温：当样品达到设定的最高温度后，停止加热，保持样品处于该温度下一段时间，以保证样品达到热平衡。
(8)冷却过程：将样品从加热设备中取出，放置在自然环境中，使其温度逐渐降低。
(9)实时记录温度和尺寸变化：使用温度计和膨胀率测量装置实时记录样品的温度和尺寸变化情况。
(10)计算膨胀率：根据实时记录的温度和尺寸变化数据，计算材料的膨胀率。
5.实验结果：(1)初始尺寸：样品的初始尺寸为长度L0、宽度W0和高度H0。
(2)升温过程中的尺寸变化：记录样品在升温过程中的长度变化ΔL1、宽度变化ΔW1和高度变化ΔH1(3)冷却过程中的尺寸变化：记录样品在冷却过程中的长度变化ΔL2、宽度变化ΔW2和高度变化ΔH2(4)膨胀率的计算：膨胀率α=(ΔL1+ΔL2)/(L0*ΔT)其中ΔT为样品温度的变化值。
6.实验注意事项：(1)样品表面应平整无缺陷，以减小尺寸测量误差。
(2)实时记录温度和尺寸变化需要保持精确性和准确性。
(3)尺寸测量装置应校准准确，避免测量误差。
(4)实验过程中保持安全，避免热伤害。
(5)实验完成后，对设备进行清理和维护工作，确保下次使用的正常运行。
材料线膨胀系数测量
材料线膨胀系数测量材料的线膨胀系数是指材料在温度变化时单位温度变化引起的单位长度变化。
它是一个反映材料热膨胀性能的重要参数，对于材料的设计和应用非常关键。
本文将介绍材料线膨胀系数的测量方法及其应用。
测量方法：材料线膨胀系数的测量通常会采用热膨胀仪或光栅测量系统。
其中，热膨胀仪主要通过测量材料在不同温度下的长度来计算线膨胀系数。
而光栅测量系统则是利用光栅的原理，通过测量材料表面的位移来计算材料的线膨胀系数。
热膨胀仪的测量步骤如下：1.准备样品：选取需要测量线膨胀系数的材料样品，并进行表面处理，确保材料表面光滑和平行度要求。
2.搭建测量系统：将样品固定在测量装置上，并将热电偶连接到材料的制样区域以测量温度变化。
3.温度控制：设置初始温度，并根据实验需要进行温度逐渐升高或下降。
4.记录长度变化：在温度变化过程中，通过位移传感器或测微仪测量样品的长度变化。
5.计算线膨胀系数：根据样品的长度变化和温度变化，利用公式计算出材料的线膨胀系数。
光栅测量系统的测量步骤如下：1.准备样品：与热膨胀仪的测量步骤相同。
2.接入光栅系统：将光栅传感器固定在样品的一侧，并保持光栅的相对位置不变。
3.记录位移变化：在温度变化过程中，通过光栅传感器测量样品表面的位移变化。
4.计算线膨胀系数：根据位移变化和温度变化，利用光栅原理计算出材料的线膨胀系数。
应用：1.材料选型：在设计产品时，需要考虑材料的热膨胀性能，以避免因温度变化导致的变形和破裂。
2.结构设计：材料线膨胀系数的测量结果可以用于预测结构在温度变化时的变形，从而对结构进行合理设计。
3.工程测量：在工程测量中，能够准确测量材料的线膨胀系数有助于工程测量中的温度校正。
综上所述，材料线膨胀系数的测量是一个重要的过程，通过热膨胀仪或光栅测量系统可以准确测量材料在温度变化下的长度变化，并计算出材料的线膨胀系数。
这一参数对于材料设计和应用都具有重要的意义。
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。
钻井液用抗温抗盐润滑降滤失剂SLJWP的制备及性能评价
钻井液用抗温抗盐润滑降滤失剂SLJWP的制备及性能评价邱维清【摘要】在深井复杂地层钻井过程中,高温、高盐和高摩阻一直是困扰钻井工作的难题.在钻井液中加入抗温抗盐润滑降滤失剂,可以在降低摩阻的同时,还具有抗温、抗盐降滤失的效果.利用反相乳液聚合方法制备了一种抗温抗盐润滑降滤失剂SLJWP,在确定合成条件的基础上,对抗温抗盐润滑降滤失剂SLJWP进行了性能评价.红外光谱分析表明,新研制的SLJWP抗温抗盐润滑降滤失剂具有多羟基结构,该结构易和水分子结合,阻止水分子渗入地层.利用旋转粘度计,失水仪、极压润滑仪等仪器,对其性能进行了评价分析.结果表明,SLJWP降滤失剂具有良好的降滤失、抗温、润滑、抗Na+污染能力.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2014(033)011【总页数】5页(P97-100,105)【关键词】降滤失剂;抗温;抗盐;润滑;钻井液【作者】邱维清【作者单位】胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司,山东东营257064【正文语种】中文【中图分类】TE254.1在石油钻井过程中，钻井液用降滤失剂是保证钻井液性能稳定、减少有害液体向地层滤失、稳定井壁和保证井径规则的重要处理剂[1-2]。
在深井复杂地层钻井过程中，降滤失剂由于受地层高温及高价离子的影响，常常性能变差或失效，滤失量大幅上升，进而导致各种井下复杂情况的发生，给钻井作业带来巨大困难和损失。
同时随着定向井、水平井钻井工艺技术在复杂地层的推广应用，对钻井液性能提出了更高的要求，如何降低钻井摩阻，提高钻井液的润滑性能，成为定向井、水平井施工的关键。
为了解决钻井工作遇到的高温、高盐和高摩阻等问题，袁丽等[3]以淀粉，液体润滑剂等为原料，合成固体润滑降滤失剂，该产品虽有良好润滑性和降滤失效果，但在抗温抗盐方面则有待提高。
同样，刘传禄等[4]以改性纤维素和多种表面活性为原料制得PPL 防卡降滤失剂，其润滑性能优于柴油，而抗温性能也需进一步完善。
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中国石油大学渗流物理实验报告
实验日期： 成绩：
班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者：
泥页岩膨胀性测定
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。
随测试液体与粘土接触时间的增长，粘土膨胀，高度增加，始粘土样品高度h
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。
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h
；
1
(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h
2，至此岩样制好，岩样长度h
=h
1
-h
2。
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。
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。
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到实验压力(为减少实验误差，上述三个操作最好在15s内完成)；则指定温度、压力条件下的膨胀实验正式开始。
10．记录不同时间粘土试样的膨胀量，当膨胀量达到稳定时，停止实验。
11．关闭总气源阀，旋紧主测杯上的放气螺钉，关闭注液杯的连通阀，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)，卸下与注液杯、主测杯相连的管线。
12．卸下容栅传感器，卸下温度传感器。
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，松开注液杯上部的连通阀，打开注液阀，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．整理好实验仪器。
五．数据记录与处理
1．测试温度= 70 ℃，测试压力= 0 MPa
粘土样品的初始高度h 0= 9.00 mm 2．记录不同时刻粘土膨胀量。
表1 不同时刻粘土膨胀量记录表
3．绘制粘土膨胀率与时间的关系曲线。
图4 粘土膨胀率与时间的关系曲线
时间 膨胀量 膨胀率 时间 膨胀量 膨胀率 时间 膨胀量 膨胀率 时间 膨胀量 膨胀率 min
mm
%
min
mm
%
min
mm
%
min
mm
%
0.5 0.108 1.20 7.5 0.647 7.19 16 0.952 10.58 44 1.605 17.83 1 0.19 2.11 8 0.669 7.43 18 1.007 11.19 46 1.646 18.29 1.5 0.25 2.78 8.5 0.692 7.69 20 1.065 11.83 48 1.685 18.72 2 0.298 3.31 9 0.714 7.93 22 1.121 12.46 50 1.721 19.12 2.5 0.342 3.80 9.5 0.734 8.16 24 1.174 13.04 52 1.761 19.57 3 0.381 4.23 10 0.754 8.38 26 1.226 13.62 54 1.793 19.92 3.5 0.419 4.66 10.5 0.773 8.59 28 1.277 14.19 56 1.823 20.26 4 0.453 5.03 11 0.792 8.80 30 1.326 14.73 58 1.86 20.67 4.5 0.486 5.40 11.5 0.809 8.99 32 1.373 15.26 60 1.892 21.02 5 0.516 5.73 12 0.828 9.20 34 1.386 15.40 5.5 0.544 6.04 12.5 0.846 9.40 36 1.428 15.87 6 0.571 6.34 13 0.863 9.59 38 1.475 16.39 6.5 0.597 6.63 13.5 0.878 9.76 40 1.52 16.89 7 0.623 6.92 14 0.893 9.92 42 1.564 17.38
六、实验总结：
通过本次实验，我了解了高温高压泥页岩膨胀仪的结构、工作原理及使用方法；学会了粘土矿物吸水膨胀的机理及膨胀率的计算方法。
本次实验中，我们在打开主测杯的放气螺钉时出现漏气现象，分析原因，可能是由于螺钉损坏造成。
因此，我们组的数据的测试压力应当是常压0MPa<<3.5MPa,因此，我们组所测膨胀率比实际地层下的膨胀率偏大。
以后实验应当注意的是实验前需仔细检查仪器。
最后，感谢老师的悉心指导。