油田碎屑岩粒度分布情况测定中激光粒度分析仪应用的价值

【摘要】介绍现代激光颗粒分析仪的技术的发展，为了测定油田碎屑岩粒度的分布情况，对于不同范围的碎屑岩，采用激光粒度分析仪进行粒度测量；证明在测定油田碎屑岩粒度分布情况中，激光法粒度分析仪起了非常重大的作用。

【关键词】激光粒度仪； 应用价值

引言

激光粒度分析仪采用湿法分散技术工艺，机械搅拌使检测样品均匀散开，利用超声高频震荡使其中团聚的颗粒充分分散，电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布开来，从而在根本上保证了宽范围分布样品测试的准确重复。

一、介绍测定粒度的方法

1、问题

我们通常所用的测定方法是国外的MSS型激光粒度分析仪，但在实际检测过程中存在着很多的问题：

（1）MSS型激光粒度分析仪在检测数据中通常采用的方式为粒度分级格式，此中检测方式与我们目前常用于石油地质中碎屑岩的分类方式是完全不一样的。这种颗粒分级格式用于碎屑岩粒度检测是行不通的，我们必须寻找其它粒度检测方式[1]。（2）实验证明MSS型激光粒度分析仪4μm以下的粒径又检测不到，（3）通常用到的MSS型激光粒度分析仪测量次数太少，因为这种分析仪的采样次数很少，只有2000次，在这种情况下，检测获得的数据准确性不高，检测重复性也有较高的误差。（4）MSS型激光粒度分析仪不能很好地进行数据处理，在检测样品时，必须知道样品粒度分离的质量分数，而且此软件在进行数据处理时，混合记录数据存在着严重的错误信息，在检测样品叠加之前，出现同一样品真实数据合并等问题。

2、解决方案

为了克服国外的MSS型激光粒度分析仪的不足之处。我们提出了改进激光粒度分析仪测量粒度分布方法。其实激光粒度分析仪测量粒度分布方法就是国外MSS型激光粒度分析仪的革新。具体方法如下：

将碎屑岩粒度分级：

根据SY/T5434行业标准，不同粒度的碎屑岩会有不同的分级，当颗粒粒度在1！～4！之间时，我们按照1/4！间隔进行粒度分级的，当粒度在-1！～0！，4！～8！之间时，是按照1！间隔进行颗粒粒度分级的，当粒度小于或等于-1！和大于8！时，颗粒粒度将不再进行分级。

（2）为了更好的获得准确的数据记录，将粒度测量检测上限达到8 000μm我们第一步要计算出颗粒粒度粗细的比例值，第二部我们运用上限可以扩展获得的方式，把分离出来的数据记录扩展到湿法检测数据上，其实我们也可以分别进行湿法和干法的颗粒粒度测量，但是它的上限达不到我们的要求，合并后可以获得粒度分布数据。通过比较后发现后添加上的粒度分布数据重复性好，准确度高[2]。

二、实施方案

干法测量的安装仪器检测范围为4～350μm的颗粒粒度分布。

我们先准备好1000mm范围的透镜，然后打开仪器前窗口，将1000 mm范围透镜安装在仪器接收器上，紧接着把干法流动样品池小心的卡在范围透镜上，最后关闭仪器前窗口。

当实行样品测试

如果样品在单一检测量程内，检测仪可以一次性完成测量并记录数据。根据我们更换仪器透镜可知，仪器设备共有3个单一检测范围：第一：.湿法范围在300RF：0.05～900μm；2第二：湿法范围在300F： 0.5～900μm；3第三：干法范围是1000：4～3500μm。以上实验步奏必须在硬件设置、分析设置、光学特性设置准备无误后，才能进行检测。

实验对准确度的要求是非常高的，为了达到我们想要的准确度，实验不仅需要重复性，也需要改变采样次数，必须把原先的MSS型激光粒度仪的采样速度2000次，设置为现在的10000次，

以前需要5秒，现在是20秒，这样使测量数据更加准确、可靠。

（4） 人们倾向于传统的筛析-沉降法，但是这种方法不提倡用于致密的碎屑岩是因为这种检测方法分析流程比较长，而且对样品要求分散度较高，所以不适用于致密的碎屑岩。所以我们在对于不同测量方法的数据比较时，应该注意：对同样种样品，如果检测出数据差值很大的现象，不要惊讶，并不是检测出现错误，而是我们用了不相同的方法，方法不同，测量时粒度状态不相同，测量颗粒直径不一样，其结果也不会相同了。由此我们需要将激光粒度分析仪与筛析法、沉降法、图像分析法等粒度测量数据进行比较

通过比较会发现：

①激光法和筛析-沉降法的比较

通过实验对元素古151和对元素井131块样品进行了双样测试，其结果显示，95%的样品主命名方式相同，激光法测试数据结果虽然比比筛析-沉降方法测试数据结果粒度分布高出1/4！～1/2！，但是这两种测试数据的总体分布概率基本相同。

②激光法与图像分析法的比较

当我们对元素跃检1井10，11，12，20，21，22号样品进行双样测试时，数据记录显示颗粒粒度分布总的趋势和粒度主名符合较好，大部分的样品分布一致。通过二者比较可知， 虽然激光法比筛析-沉降法粒度测试数据偏大一点， 但是激光法与图像分析法的粒度數据还是基本一致[3]。

三、结论

随着高科技的不断发展，激光粒度分析仪不仅发挥其特有的功能用于科研生产，这一突破性的创新技术在碎屑岩粒度测试中得到了很好的应用，这一重大发现改变了粒度测试长期以来测定难度大、检测时间长、检测数据处理误差大等很多不利的因素。通过以上方法改进，得到如下几点结论：

（1）运用筛析和沉降法进行颗粒粒度分析，这种方法已经发展成了由快速化。智能化、简单化、的激光法测定，不仅在一定程度上减少了测量误差，而且在分析速度中提高了近5倍。（2）岩石颗粒粒度大小不同，其测定的方式也会不相同，这里有两种方法进行测定，第一种是用筛析法测量数据扩展激光湿法测量数据， 测定上限达到8000μm；第二种是采用激光干法测量数据扩展激光湿法测量数据，测定上限可达到3500μm，此方法迭加合并的数据更加符合实际。当岩石含有大于900μm的粒度时，可以采用两种方法中的任何一种。（3）为了改善了原先筛析-沉降法测试间距设定的局限性。我们可以按颗粒粒度分类标准进行设定测定数据分界点。（4）当MSS型激光粒度分析仪采样次数设定为10000次时，其相对误差由原来的百分之十下降到百分之六以下，需要时间为20s是比原来的2000次提高了近5倍，其重复性相对标准偏差由原来的不大于百分之八精确到百分之五。（5）我们通过比较实验获得的数据得出，无论是激光法，还是图像法，实验获得的检测数据基本上是一致的。因此，我们可以得出结论：目前为止，采用激光法检测油田碎屑岩粒度是一种准确的测试方法，

并且在测定碎岩屑粒度测定中有着非常重要的价值。

参考文献

[1]吴文明，秦飞，李亮[J].钻采工艺，2013，（03）89-92+10-11

[2]杨红波，杨磊.超声衰减粒度仪在煤粉粒度测量中的应用[J].中国仪器仪表，2012，（05）：.67-69.

作者简介

郭晓飞，2010年7月毕业于大庆石油学院石油工程专业，目前从事工作：岩石碎屑岩粒度分析工作，勘探开发研究院中心化。