巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)包括：脈沖激光器，用于發(fā)出激光照射待測(cè)巖石樣品；示波器，通過(guò)導(dǎo)線與所述巖石樣品相連，用于接收所述巖石樣品在所述脈沖激光發(fā)射器發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號(hào)，并將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為波形信號(hào)進(jìn)行顯示，其中，所述波形信號(hào)用于進(jìn)行巖石的各向異性分析。本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了巖石的各向異性的測(cè)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，且速度快，準(zhǔn)確性高。
【專利說(shuō)明】巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及巖石勘測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 巖石儲(chǔ)層的各向異性分析是低滲透巖性油氣藏評(píng)價(jià)與優(yōu)化開(kāi)發(fā)方案的一項(xiàng)重要 研究?jī)?nèi)容，巖石儲(chǔ)層的各向異性分析的最終目的是描述和評(píng)價(jià)油田在開(kāi)發(fā)過(guò)程中巖石表現(xiàn) 出的橫向滲流的各向異性，其中，所述的各向異性是指儲(chǔ)層電阻率在不同的方向上存在差 異。引起巖石儲(chǔ)層的各向異性的原因很多，例如：沉積原因、構(gòu)造應(yīng)力差異等，這些因素會(huì)導(dǎo) 致儲(chǔ)層電阻率在不同的方向上存在差異，也就是各向異性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石各向異性 的測(cè)量，該系統(tǒng)包括：
[0004] 脈沖激光器，用于發(fā)出激光照射待測(cè)巖石樣品；
[0005] 示波器，通過(guò)導(dǎo)線與所述巖石樣品相連，用于接收所述巖石樣品在所述脈沖激光 發(fā)射器發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號(hào)并進(jìn)行顯示，其中，所述電信號(hào)用于進(jìn)行巖石 的各向異性分析。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：樣品臺(tái)，用于放置所述巖石樣品，并對(duì)所述巖 石樣品的位置進(jìn)行調(diào)整。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述樣品臺(tái)包括：樣品架、支架和位移臺(tái)，其中，所述支架位于所 述位移臺(tái)之上，所述支架用于支撐所述樣品架，所述位移臺(tái)用于控制所述樣品架帶動(dòng)所述 巖石樣品轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：數(shù)字源表，其中，所述數(shù)字源表的一端通過(guò)所 述導(dǎo)線與所述待測(cè)巖石樣品相連，另一端通過(guò)所述導(dǎo)線與所述示波器相連，用于為所述巖 石樣品提供偏轉(zhuǎn)電壓。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：光闌，用于調(diào)整所述脈沖激光器發(fā)出的激光在 所述巖石樣品上的輻射面積和輻照位置。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：處理器，與所述示波器相連，用于記錄和分析 所述示波器上顯示的波形信號(hào)。
[0011] 在本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供了一種巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中設(shè)置 有脈沖激光器，發(fā)出激光照射到巖石上產(chǎn)生電信號(hào)，通過(guò)光照會(huì)使得不均勻材料的不同部 位產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的各向異性分析，從而實(shí)現(xiàn)了巖石的各向異性的測(cè)量， 且實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單，速度快，結(jié)果準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。在附圖中：
[0013] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的頁(yè)巖樣本示意圖；
[0015] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電極位置示意圖；
[0016] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)的具體的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附 圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解 釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0018] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)光伏效應(yīng)，也就是光點(diǎn)伏特效應(yīng)（指的是光照使不均勻材料不 同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象）可以進(jìn)行巖石各向異性的測(cè)量，尤其是用于進(jìn)行頁(yè)巖的各 向異性的測(cè)量。
[0019] 在本例中，提供了一種巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)，如圖1所示，包括：
[0020] 脈沖激光發(fā)射器101，用于發(fā)出激光照射待測(cè)巖石樣品102 ;
[0021] 示波器103,通過(guò)導(dǎo)線104與巖石樣品102相連，用于接收巖石樣品102在脈沖激 光發(fā)射器101發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號(hào)，并將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為波形信號(hào)進(jìn)行 顯示，其中，所述波形信號(hào)用于進(jìn)行巖石的各向異性分析。
[0022] 在上述實(shí)施例中，提供了一種巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中設(shè)置有脈沖 激光器，發(fā)出激光照射到巖石上產(chǎn)生電信號(hào)，通過(guò)光照會(huì)使得不均勻材料的不同部位產(chǎn)生 電位差的現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的各向異性分析，從而實(shí)現(xiàn)了巖石的各向異性的測(cè)量，且實(shí)現(xiàn) 起來(lái)簡(jiǎn)單，速度快，結(jié)果準(zhǔn)確。
[0023] 進(jìn)一步的，考慮到巖石樣品需要有東西進(jìn)行支撐，同時(shí)該支撐物需要支持對(duì)巖石 位置或者是角度的移動(dòng)，可以設(shè)置一個(gè)樣品臺(tái)，用于放置待測(cè)巖石樣品，并支持對(duì)待測(cè)巖石 樣品的位置進(jìn)行調(diào)整，該樣品臺(tái)可以由樣品架、支架和位移臺(tái)等組成，其中，樣品架，用于放 置所述待測(cè)巖石樣品，位移臺(tái)，通過(guò)支架與所述樣品架相連，用于控制所述樣品架帶動(dòng)所述 待測(cè)巖石按照預(yù)定角度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0024] 考慮到在實(shí)際操作時(shí)，巖石在激光照射下所產(chǎn)生的電信號(hào)是很微弱的，為了使得 可以產(chǎn)生明顯的信號(hào)，可以加入適當(dāng)?shù)钠D(zhuǎn)電壓，例如增加一個(gè)200伏的偏轉(zhuǎn)電壓，在本例 中，上述的巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)中還可以包括數(shù)字源表，該數(shù)字源表的一端通過(guò)所述 導(dǎo)線與所述待測(cè)巖石樣品相連，另一端通過(guò)所述導(dǎo)線與所述示波器相連，用于為所述待測(cè) 巖石樣品提供偏轉(zhuǎn)電壓。
[0025] 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)更為有效的記錄和分析處理，可以外接相應(yīng)的電腦軟件，或者是 增加一個(gè)處理器，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄、對(duì)比和保存，即，在一個(gè)實(shí)施例中，上述各向異性 測(cè)量系統(tǒng)中還包括處理器，與示波器相連，用于記錄和分析示波器上的波形信號(hào)。
[0026] 具體的，上述的巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)可以按照以下方式使用，包括：
[0027] S1 :將待測(cè)巖石樣品置于脈沖激光器的光路中心，其中，所述巖石樣品如圖2所示 是圓柱形的，所述脈沖激光器發(fā)出的激光照射在所述巖石樣品的圓柱面上；
[0028] S2 :將導(dǎo)線與所述巖石樣品形成的兩個(gè)電極置于所述巖石樣品的圓柱被照射圓面 的一條直徑的兩端，如圖3所示，電極位于位置1和2,或者電極位于位置3和4或者，是電 極位于位置5和6等等，前提就是保證兩個(gè)電極在直徑兩端；
[0029] S3 :打開(kāi)所述脈沖激光器和示波器；
[0030] S4 :記錄當(dāng)前電極在所述巖石樣品的圓面上的位置和所述示波器上顯示的波形信 號(hào)；
[0031] S5 :在保持兩個(gè)電極位于所述巖石樣品圓柱被照射圓的一條直徑的兩端，且激光 與兩個(gè)電極之間的位置不變的情況下，至少調(diào)整一次兩個(gè)電極在所述巖石樣品圓面上的位 置，記錄調(diào)整后的電極在所述圓面上的位置和位于該位置下示波器上顯示的波形信號(hào)；
[0032] S6 :根據(jù)獲取的在電極處于所述巖石樣品圓面的不同位置所產(chǎn)生的波形信號(hào)，對(duì) 所述巖石樣品進(jìn)行各向異性分析。
[0033]在上述實(shí)施例中，通過(guò)獲取多個(gè)位置時(shí)，巖石樣品在激光照射下產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)巖 石樣品進(jìn)行各向異性分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)巖石各向異性的測(cè)量，且實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，測(cè)量速度 快，準(zhǔn)確度髙。
[0034]具體的，對(duì)待測(cè)巖石樣品進(jìn)行各向異性分析具體可以包括：根據(jù)獲取的各個(gè)位置 的信號(hào)，確定各個(gè)位置的正極和負(fù)極之間的差值；將差值最大的時(shí)候，電極在所述巖石樣品 上的位置作為第一位置；將所述第一位置兩個(gè)電極的連線方向作為巖石樣品的解理面方 向。
[00351所謂的巖石的各向異性指的就是光照使得不均勻材料不同部位之間產(chǎn)生電位差 的現(xiàn)象，例如，對(duì)于頁(yè)巖而言，相當(dāng)于是一層層巖石壓在一起得到的，對(duì)于一層與下一層的 交接面的位置，層內(nèi)電阻與層間電阻相比必然是最小的，電阻小相應(yīng)的在產(chǎn)生電流的時(shí)候， 波形信號(hào)比較明顯，兩側(cè)的點(diǎn)位差較大，正如上述圖3所示，如果位置1和2連線為解理面， 相應(yīng)的1和2位置組成的連線所確定的面為解理面，電位差或者信號(hào)波形應(yīng)該是最大的，而 5和6之間的電阻應(yīng)該是最大的，相應(yīng)的波形信號(hào)比較弱。
[0036]為此，選取多個(gè)位置的時(shí)候，可以選取例如巖石角度為0。、1〇。、20。、30。一直 到90°，就是每間隔10°測(cè)量一次，然后選取電位差最大的連線作為解理面方向，為了更 準(zhǔn)確的確定解理面，在確定一個(gè)大范圍后，可以再在在以上述確定的最大值的角度為中間， 向上下再以?；蛘?°等間隔測(cè)量，再選取最大值，最終確定出更為精確的解理面方向。 艮P，將所述第一位置兩個(gè)電極的向作為巖石樣品的解理面方向之后，還包括：在與所述第一 位置之間的角度差小于預(yù)定角度的范圍內(nèi)選取至少一個(gè)位置，測(cè)量該位置對(duì)應(yīng)的激光照射 信號(hào)；根據(jù)測(cè)量得到的激光照射信號(hào)，確定該至少一個(gè)位置的正極和負(fù)極之間的信號(hào)差值； 從該至少一個(gè)位置的信號(hào)差值和所述第一位置的信號(hào)差值中選擇最大值，將該最大值對(duì)應(yīng) 的位置兩個(gè)電極的連線方向作為最終確定的巖石樣品的解理面方向。
[0037]然而，值得注意的是，上述10°、Γ等僅是為了說(shuō)明本實(shí)用新型而給出的是示意 性說(shuō)明，還可以采用其它間隔的角度，本申請(qǐng)對(duì)此不作限定。
[0038]在測(cè)量的過(guò)程中，為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，需要保持導(dǎo)線在巖石樣品上形成的兩 個(gè)電極中的一個(gè)處于所述脈沖激光器發(fā)出的激光的輻射正中心，也可以將激光照射位置選 擇于正極、負(fù)極以及兩極中間處，以獲取準(zhǔn)確的信號(hào)。
[0039]為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型，下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新 型，但是值得注意的是，該具體實(shí)施例僅是為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用 新型的不當(dāng)限定。
[0040]本例中提供了一種儲(chǔ)層各向異性的測(cè)量系統(tǒng)，如圖4所示，該系統(tǒng)具體包括：脈沖 激光器、不波器、數(shù)字源表、與待測(cè)石石樣品相連的電極和導(dǎo)線以及可以三維移動(dòng)和定軸轉(zhuǎn) 動(dòng)的樣品臺(tái)等，通過(guò)這些設(shè)備的相互配合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)頁(yè)巖各向異性的檢驗(yàn)，之所以以頁(yè)巖 為例進(jìn)行說(shuō)明就是因?yàn)轫?yè)巖的各向異性是最為明顯的。
[0041]在脈沖激光器產(chǎn)生的激光束輻照到待測(cè)巖石樣品表面后，由于光伏效應(yīng)產(chǎn)生電勢(shì) 差和電流，利用導(dǎo)線與示波器相連，可以獲得該待測(cè)巖石樣品的電學(xué)信號(hào)，同時(shí)，數(shù)字源表 為待測(cè)巖石樣品電極間提供偏轉(zhuǎn)電壓，使得產(chǎn)生更為明顯的電學(xué)信號(hào)，以提高信噪比。
[0042]上述的樣品臺(tái)可以由平移臺(tái)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)和樣品架相連組成，從而保證樣品的移動(dòng)和 轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步的，平移臺(tái)可以是手動(dòng)平移臺(tái)，也可以是電動(dòng)平移臺(tái)，本申請(qǐng)?jiān)诖瞬蛔鱿薅?。?具體實(shí)施時(shí)，還可以外接相應(yīng)的電腦軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄、對(duì)比和保存。
[0043]在本例中，采用基于光伏效應(yīng)的裝置，利用頁(yè)巖分層的特征，使得照射在不同位 置的激光產(chǎn)生不同的電學(xué)信號(hào)，利用電學(xué)放大技術(shù)，獲得頁(yè)巖各向異性，該裝置具有微秒 (μ s)級(jí)的響應(yīng)時(shí)間，速度快，結(jié)果精確。可以快速測(cè)量頁(yè)巖的各向異性和解理面，如表1所 示是不同角度頁(yè)巖的信號(hào)匯總表。
[0044] 表 1
[0045]

【權(quán)利要求】
1. 一種巖石的各向異性測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括： 脈沖激光器，用于發(fā)出激光照射待測(cè)巖石樣品； 示波器，通過(guò)導(dǎo)線與所述巖石樣品相連，用于接收所述巖石樣品在所述脈沖激光發(fā)射 器發(fā)出的激光的照射下所產(chǎn)生的電信號(hào)并進(jìn)行顯示，其中，所述電信號(hào)用于進(jìn)行巖石的各 向異性分析。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：樣品臺(tái)，用于放置所述巖石樣品，并 對(duì)所述巖石樣品的位置進(jìn)行調(diào)整。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品臺(tái)包括：樣品架、支架和位移臺(tái)，其 中，所述支架位于所述位移臺(tái)之上，所述支架用于支撐所述樣品架，所述位移臺(tái)用于控制所 述樣品架帶動(dòng)所述巖石樣品轉(zhuǎn)動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：數(shù)字源表，其中，所述數(shù)字源表的一 端通過(guò)所述導(dǎo)線與所述待測(cè)巖石樣品相連，另一端通過(guò)所述導(dǎo)線與所述示波器相連，用于 為所述巖石樣品提供偏轉(zhuǎn)電壓。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：光闌，用于調(diào)整所述脈沖激光器發(fā) 出的激光在所述巖石樣品上的輻射面積和輻照位置。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：處理器，與所述示波 器相連，用于記錄和分析所述示波器上顯示的波形信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01N27/00GK204086154SQ201420538610
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】趙昆, 董晨, 寶日瑪, 孫琦, 楊肖 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)