油田碎屑巖粒度分布情況測定中激光粒度分析儀應用的價值

【摘要】介紹現代激光顆粒分析儀的技術的發展，為了測定油田碎屑巖粒度的分布情況，對于不同范圍的碎屑巖，采用激光粒度分析儀進行粒度測量；證明在測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。

【關鍵詞】激光粒度儀； 應用價值

引言

激光粒度分析儀采用濕法分散技術工藝，機械攪拌使檢測樣品均勻散開，利用超聲高頻震蕩使其中團聚的顆粒充分分散，電磁循環泵使大小顆粒在整個循環系統中均勻分布開來，從而在根本上保證了寬范圍分布樣品測試的準確重復。

一、介紹測定粒度的方法

1、問題

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

（1）MSS型激光粒度分析儀在檢測數據中通常采用的方式為粒度分級格式，此中檢測方式與我們目前常用于石油地質中碎屑巖的分類方式是完全不一樣的。這種顆粒分級格式用于碎屑巖粒度檢測是行不通的，我們必須尋找其它粒度檢測方式[1]。（2）實驗證明MSS型激光粒度分析儀4μm以下的粒徑又檢測不到，（3）通常用到的MSS型激光粒度分析儀測量次數太少，因為這種分析儀的采樣次數很少，只有2000次，在這種情況下，檢測獲得的數據準確性不高，檢測重復性也有較高的誤差。（4）MSS型激光粒度分析儀不能很好地進行數據處理，在檢測樣品時，必須知道樣品粒度分離的質量分數，而且此軟件在進行數據處理時，混合記錄數據存在著嚴重的錯誤信息，在檢測樣品疊加之前，出現同一樣品真實數據合并等問題。

2、解決方案

為了克服國外的MSS型激光粒度分析儀的不足之處。我們提出了改進激光粒度分析儀測量粒度分布方法。其實激光粒度分析儀測量粒度分布方法就是國外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：

根據SY/T5434行業標準，不同粒度的碎屑巖會有不同的分級，當顆粒粒度在1！～4！之間時，我們按照1/4！間隔進行粒度分級的，當粒度在-1！～0！，4！～8！之間時，是按照1！間隔進行顆粒粒度分級的，當粒度小于或等于-1！和大于8！時，顆粒粒度將不再進行分級。

（2）為了更好的獲得準確的數據記錄，將粒度測量檢測上限達到8 000μm我們第一步要計算出顆粒粒度粗細的比例值，第二部我們運用上限可以擴展獲得的方式，把分離出來的數據記錄擴展到濕法檢測數據上，其實我們也可以分別進行濕法和干法的顆粒粒度測量，但是它的上限達不到我們的要求，合并后可以獲得粒度分布數據。通過比較后發現后添加上的粒度分布數據重復性好，準確度高[2]。

二、實施方案

干法測量的安裝儀器檢測范圍為4～350μm的顆粒粒度分布。

我們先準備好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，緊接著把干法流動樣品池小心的卡在范圍透鏡上，最后關閉儀器前窗口。

當實行樣品測試

如果樣品在單一檢測量程內，檢測儀可以一次性完成測量并記錄數據。根據我們更換儀器透鏡可知，儀器設備共有3個單一檢測范圍：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。以上實驗步奏必須在硬件設置、分析設置、光學特性設置準備無誤后，才能進行檢測。

實驗對準確度的要求是非常高的，為了達到我們想要的準確度，實驗不僅需要重復性，也需要改變采樣次數，必須把原先的MSS型激光粒度儀的采樣速度2000次，設置為現在的10000次，

以前需要5秒，現在是20秒，這樣使測量數據更加準確、可靠。

（4） 人們傾向于傳統的篩析-沉降法，但是這種方法不提倡用于致密的碎屑巖是因為這種檢測方法分析流程比較長，而且對樣品要求分散度較高，所以不適用于致密的碎屑巖。所以我們在對于不同測量方法的數據比較時，應該注意：對同樣種樣品，如果檢測出數據差值很大的現象，不要驚訝，并不是檢測出現錯誤，而是我們用了不相同的方法，方法不同，測量時粒度狀態不相同，測量顆粒直徑不一樣，其結果也不會相同了。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量數據進行比較

通過比較會發現：

①激光法和篩析-沉降法的比較

通過實驗對元素古151和對元素井131塊樣品進行了雙樣測試，其結果顯示，95%的樣品主命名方式相同，激光法測試數據結果雖然比比篩析-沉降方法測試數據結果粒度分布高出1/4！～1/2！，但是這兩種測試數據的總體分布概率基本相同。

②激光法與圖像分析法的比較

當我們對元素躍檢1井10，11，12，20，21，22號樣品進行雙樣測試時，數據記錄顯示顆粒粒度分布總的趨勢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-沉降法粒度測試數據偏大一點， 但是激光法與圖像分析法的粒度數據還是基本一致[3]。

三、結論

隨著高科技的不斷發展，激光粒度分析儀不僅發揮其特有的功能用于科研生產，這一突破性的創新技術在碎屑巖粒度測試中得到了很好的應用，這一重大發現改變了粒度測試長期以來測定難度大、檢測時間長、檢測數據處理誤差大等很多不利的因素。通過以上方法改進，得到如下幾點結論：

（1）運用篩析和沉降法進行顆粒粒度分析，這種方法已經發展成了由快速化。智能化、簡單化、的激光法測定，不僅在一定程度上減少了測量誤差，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，其測定的方式也會不相同，這里有兩種方法進行測定，第一種是用篩析法測量數據擴展激光濕法測量數據， 測定上限達到8000μm；第二種是采用激光干法測量數據擴展激光濕法測量數據，測定上限可達到3500μm，此方法迭加合并的數據更加符合實際。當巖石含有大于900μm的粒度時，可以采用兩種方法中的任何一種。（3）為了改善了原先篩析-沉降法測試間距設定的局限性。我們可以按顆粒粒度分類標準進行設定測定數據分界點。（4）當MSS型激光粒度分析儀采樣次數設定為10000次時，其相對誤差由原來的百分之十下降到百分之六以下，需要時間為20s是比原來的2000次提高了近5倍，其重復性相對標準偏差由原來的不大于百分之八精確到百分之五。（5）我們通過比較實驗獲得的數據得出，無論是激光法，還是圖像法，實驗獲得的檢測數據基本上是一致的。因此，我們可以得出結論：目前為止，采用激光法檢測油田碎屑巖粒度是一種準確的測試方法，

并且在測定碎巖屑粒度測定中有著非常重要的價值。

參考文獻

[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量中的應用[J].中國儀器儀表，2012，（05）：.67-69.

作者簡介

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