一种盐湖盐矿层孔隙度和给水度样品现场测试方法
阅读说明：本技术 一种盐湖盐矿层孔隙度和给水度样品现场测试方法 (On-site testing method for porosity and water supply degree samples of salt lake salt deposit ) 是由 覃功平 王树龙 宋熙鹏 马学强 曹正伟 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种盐湖盐矿层孔给度样品的孔隙度和给水度参数现场测试方法包括以下步骤：S1、孔给度样品采集；S2、样品体重与湿度测试；S3、孔隙度测试；S4、给水度测试；本发明通过采用本发明方法现场测试盐湖盐矿层孔隙度和给水度,试验装置轻便,测试方法简单,测试速度快,便于勘探现场操作,快速得出测试结果。相较于传统使用烘干机高温烘干样品中的水分,把盐矿结晶水烘掉,导致测试结果不准确的情况,本发明通过使用真空泵,将样品孔隙中的吸附水抽空,不会出现盐矿结晶水被烘干,导致测试结果不准确的情况出现,本发明方法测试操作简单、结果准确性较高、测试参数符合矿层实际。(The invention provides a field test method for porosity and water supply parameters of a salt lake salt deposit pore supply degree sample, which comprises the following steps: s1, collecting a hole density sample; s2, testing the weight and humidity of the sample; s3, testing porosity; s4, testing the water supply degree; the method for testing the porosity and the water supply degree of the salt deposit of the salt lake on site has the advantages of light test device, simple test method, high test speed, convenience for exploration field operation and capability of quickly obtaining a test result. Compared with the traditional method that the moisture in the sample is dried at high temperature by using a dryer, the salt mine crystal water is dried off, and the test result is inaccurate, the vacuum pump is used for evacuating the adsorbed water in the sample pores, the situation that the salt mine crystal water is dried and the test result is inaccurate is avoided, the method is simple in test operation and high in result accuracy, and the test parameters meet the actual condition of the ore bed.)
技术领域
本发明涉及盐湖盐矿层孔隙度和给水度测试技术领域，特别涉及一种盐湖盐矿层孔隙度和给水度样品现场测试方法。
背景技术
给水度为饱和的土壤或岩层在重力作用下排出的水量与土壤或岩层体积的比值。在数值上它等于孔隙度减去持水度。
孔隙度是指基质中通气孔隙与持水孔隙的总和，以孔隙体积占基质总体积的百分比来表示。
现有的盐湖盐矿层孔隙度和给水度测试方法都在实验室进行，一般用煤油作为试剂，也有用卤水的，他们用烘干机高温烘干样品中的水分，先测试出持水度和给水度，再用持水度和给水度反算孔隙度。部分盐类矿物含有结晶水，不同的矿物类型结晶水含量不一样，不同的盐类矿物失水温度也不一样。样品烘干时的温度把控困难，这样在样品烘干时同时会把盐矿结晶水烘掉，导致测试出来的持水度的结果不准确，同时，现有的孔隙度测试方法往往测量的均为总孔隙度，而现有总孔隙度的测量方法步骤过于繁琐，烘样时间长，结晶水需要反算持水度，降低了测试效率和精度，往往导致测试参数偏离实际而无法使用。
为此，提出一种盐湖盐矿层孔给度样品现场简易直接测试有效孔隙度和给水度的方法，不再测试和计算样品的持水度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例希望提供一种盐湖盐矿层孔给度样品的孔隙度和给水度参数现场测试方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种盐湖盐矿层孔给度样品孔隙度和给水度参数现场测试方法，包括以下步骤：
S1、孔给度样采集：
盐湖勘查钻探施工过程中，从钻孔盐矿层岩芯中采集10-15Cm的原状完整岩芯作为孔给度样品，现场剥去泥皮、控干重力水后，及时用油纸包裹并用蜡密封，工地现场实验室进行体重(即密度)、湿度、孔隙度、给水度参数的测试，从样品中切取一部分样品来进行各参数的分别测试。
S2、样品体重(即密度)、湿度测试：
1)体重(即密度)测试
一般用塑封排水法(用塑料袋密封后抽成真空)在野外进行测定，切取样品体积一般为60—120Cm3。
首先用天平称出样品的湿重，即为W1，单位为g。
然后将样品放进薄塑料真空袋，用真空机将塑料真空袋中的空气抽出，再将抽成真空的塑料袋包裹的样品放入装满卤水的量杯中，将样品放进后排出的卤水的体积，减去塑料袋的体积(用塑料袋的重量和密度换算出体积，由于塑料袋很薄、很轻，其体积和重量也可以忽略不计)后即为孔给度样品的体积V(cm3)。
样品的湿重量除以样品的体积，即为样品的体重(即密度)XT。
XT＝W1/V
单位g/cm3或t/m3。
2)湿度测试
将称完湿重的样品放入烘箱内，低温45℃烘干48小时，将样品表面的吸附水烘干，烘干过程中要根据不同盐类矿物的结晶水析出温度来确定烘干的温度，以防把结晶水破坏而影响测试结果。烘干后再用天平称重得出样品的干重W2。
样品的湿度B为：
B＝((W1-W2)/W1)×100％
S3、孔隙度测试：
1)切取一块完整的样品，剥去泥皮与岩粉后，将样品放在容器中，盖上密封盖后，打开真空泵，将样品中的吸附水吸干。
2)然后将样品放进薄塑料真空袋，用真空机将塑料真空袋中的空气抽出，再将抽成真空的塑料袋包裹的样品放入装满卤水的量杯中(V)，将样品放进后排出的卤水的体积(V1)，减去塑料袋的体积(V2)(用塑料袋的重量和密度换算出体积，由于塑料袋很薄、很轻，其体积和重量也可以忽略不计)后即为孔给度样品的体积V3(cm3)。
V3＝V1-V2
3)在容器中加入与样品同矿区的卤水，加入卤水量以能淹没样品高度为宜，记录容器中卤水的体积(V4)，再将真空包装撕去后的测试样品放入卤水中，放置5-10分钟，让卤水充分渗入样品孔隙中，再记录放入样品后容器中卤水的体积(V5)，计算得出样品中孔隙的体积(V6)为：
V6＝V3-V5(cm3)
样品孔隙度(K)即为：
K＝(V6/V3)×100％
S4、给水度测试：
孔隙度测试完成后，盖好容器的密封盖，打开真空泵，将容器中的卤水抽干，测量出抽出卤水的体积(V7)，再除以样品的体积(V3)，即得出样品的给水度(G)。
G＝((V4-V7)/V3)×100％
优选的：在所述S1中，从勘查钻孔盐矿层岩芯中采集10-15Cm的原状完整岩芯作为孔给度样品，现场剥去泥皮、控干重力水后，用绵纸包裹后及时用蜡密封。在现场实验室内切分成2-3块柱状试验样品进行分类试验。
优选的：所述柱状试验岩石放入电子天平上，称重记录前，去除柱状试验样品上的粉末碎屑。体重(即密度)测试一般用塑封排水法(用塑料袋密封后抽成真空)在野外进行测定，切取样品体积一般为60—120Cm3。首先用天平称出样品的湿重，即为W1，单位为g。
优选的：所述柱状试验样品称重处理前，通过真空泵将样品中的水分抽空，将样品中的吸附水尽量的排干。
优选的：在所述S3中，然后将样品放进薄塑料真空袋，用真空机将塑料真空袋中的空气抽出，再将抽成真空的塑料袋包裹的样品放入装满卤水的量杯中，将样品放进后排出的卤水的体积，减去塑料袋的体积(用塑料袋的重量和密度换算出体积，由于塑料袋很薄、很轻，其体积和重量也可以忽略不计)后即为孔给度样品的体积V(cm3)。
优选的：在容器中加入与样品同矿区的卤水，加入卤水量以能淹没样品高度为宜，记录容器中卤水的体积(V1)，再将真空包装撕去后的测试样品放入卤水中，放置5分钟，让卤水充分渗入样品孔隙中，再记录放入样品后容器中卤水的体积(V2)，计算得出样品中孔隙的体积(V3)。
优选的：孔隙度测试完成后，盖好容器的密封盖，打开真空泵，将容器中的卤水抽干，测量出抽出卤水的体积(V7)，用容器的水总量(V4)减去抽出来卤水总量(V7)，再除以样品的体积(V3)，即得出样品的给水度(G)。
一种盐湖盐矿层孔隙度和给水度样品现场测试方法的应用，该方法测试盐矿孔给度样品的孔隙度与给水度时，测试前用真空泵将样品中的吸附水尽量排干，注入样品同矿区卤水测试孔隙度，孔隙度测试后同样将样品中的卤水用真空泵尽量排干，计算得出给水度。在整个孔隙度、给水度测试过程中，样品的持水度在测试前和测试后基本一致，保持一个常量，测试的结果直接为孔隙度和给水度，不再直接测试持水度，孔隙度减去给水度即为持水度。
本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
一、本发明通过采用本发明方法测试盐湖盐矿层孔隙度和给水度，测试方法简单，相较于传统使用烘干机高温烘干样品中的水分，把盐矿结晶水烘掉，导致测试结果不准确的情况，本发明通过使用真空泵，将样品中的水分抽空，不会出现盐矿结晶水被烘干，导致测试结果不准确的情况出现，本发明方法测试结果准确性高，更符合矿层实际参数；
二、本发明同时可将样品的体重、湿度进行测试。
三、本发明通过将柱状试验样用塑料真空袋抽成真空，放入放置卤水的量杯内，量出样品体积后，再将卤水灌入样品孔隙中，可直接计算得出孔隙度，不再直接测试持水度，再用真空泵排出孔隙度中的卤水，计算得出给水度，测试结果更加接近矿层实际值。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法的测试流程图；
图2为本发明测试方法使用的装置示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例一
如图1-2所示，本发明实施例提供了一种盐湖盐矿层孔隙度和给水度样品现场测试方法，包括以下步骤：
S1、孔给度样采集：
盐湖勘查钻探施工过程中，从钻孔盐矿层岩芯中采集10-15Cm的原状完整岩芯作为孔给度样品，现场剥去泥皮、控干重力水后，及时用油纸包裹并用蜡密封，工地现场实验室进行体重(即密度)、湿度、孔隙度、给水度参数的测试，从样品中切取一部分样品来进行各参数的分别测试。
S2、样品体重(即密度)、湿度测试：
1)体重(即密度)测试
一般用塑封排水法(用塑料袋密封后抽成真空)在野外进行测定，切取样品体积一般为60—120Cm3。
首先用天平称出样品的湿重，即为W1，单位为g。
然后将样品放进薄塑料真空袋，用真空机将塑料真空袋中的空气抽出，再将抽成真空的塑料袋包裹的样品放入装满卤水的量杯中，将样品放进后排出的卤水的体积，减去塑料袋的体积(用塑料袋的重量和密度换算出体积，由于塑料袋很薄、很轻，其体积和重量也可以忽略不计)后即为孔给度样品的体积V(cm3)。
样品的湿重量除以样品的体积，即为样品的体重(即密度)XT。
XT＝W1/V
单位g/cm3或t/m3。
2)湿度测试
将称完湿重的样品放入烘箱内，低温45℃烘干48小时，将样品表面的吸附水烘干，烘干过程中要根据不同盐类矿物的结晶水析出温度来确定烘干的温度，以防把结晶水破坏而影响测试结果。烘干后再用天平称重得出样品的干重W2。
样品的湿度B为：
B＝((W1-W2)/W1)×100％
S3、孔隙度测试：
1)切取一块完整的样品，剥去泥皮与岩粉后，将样品放在容器中，盖上密封盖后，打开真空泵，将样品中的吸附水吸干。
2)然后将样品放进薄塑料真空袋，用真空机将塑料真空袋中的空气抽出，再将抽成真空的塑料袋包裹的样品放入装满卤水的量杯中(V)，将样品放进后排出的卤水的体积(V1)，减去塑料袋的体积(V2)(用塑料袋的重量和密度换算出体积，由于塑料袋很薄、很轻，其体积和重量也可以忽略不计)后即为孔给度样品的体积V3(cm3)。
V3＝V1-V2
3)在容器中加入与样品同矿区的卤水，加入卤水量以能淹没样品高度为宜，记录容器中卤水的体积(V4)，再将真空包装撕去后的测试样品放入卤水中，放置5-10分钟，让卤水充分渗入样品孔隙中，再记录放入样品后容器中卤水的体积(V5)，计算得出样品中孔隙的体积(V6)为：
V6＝V3-V5(cm3)
样品孔隙度(K)即为：
K＝(V6/V3)×100％
S4、给水度测试：
孔隙度测试完成后，盖好容器的密封盖，打开真空泵，将容器中的卤水抽干，测量出抽出卤水的体积(V7)，再除以样品的体积(V3)，即得出样品的给水度(G)。
G＝((V4-V7)/V3)×100％
在一个实施例中，在S1中，取盐湖盐矿层柱状试验岩石的数量为2-3块，2-3块柱状试验样品对各参数同时进行分类试验，确保试验准确性。
在一个实施例中，柱状试验岩石放入电子天平上，称重记录前，去除柱状试验岩石上的粉末碎屑，确保试验准确性。
在一个实施例中，原状试验样品处理后，通过真空泵将样品中的水分抽空。
在一个实施例中，在S3中，量杯内注入与柱状试验岩石同孔或相邻同类型卤水后，静置5-10min。
在一个实施例中，量杯内注入卤水外，还可为煤油，提高测试的多样性。
实验例一
本发明还提供了一种采用本发明方法测试矿石给水度与孔隙度的实验例：
取某盐湖石盐矿层柱状孔给度样品，去除柱状孔给度样品上的粉末碎屑后，通过真空泵将样品中的吸附水抽空，放入电子天平上，烘干前称其湿重为261g，样品直空塑封后，将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，再将样品没入容器卤水中，测量溢出卤水的体积为145Cm3，即为样品的体积145Cm3；再将样品放入烘箱中45℃低温烘干48小时后的样品干重为245g。
样品体重为1.80g/m3，样品湿度为6.13％；
将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，切取一块样品用塑料真空袋包装后抽成真空，再将真空包装的样品放置于量杯卤水内，记录溢出卤水的体积100Cm3，即为样品的体积100Cm3，再将排出的卤水倒回到容器中，将塑料袋撕开把样品放入容器卤水中，测量出排出卤水的体积为80Cm3。计算出样品的孔隙度为：
孔隙体积＝100-80＝20Cm3
孔隙度＝(20/100)×100％＝20％
孔隙度测试完成后，盖好容器的密封盖，打开真空泵，将容器中的卤水抽干，测量出抽出卤水的体积190Cm3，再除以样品的体积100Cm3，即得出样品的给水度(G)。
G＝(200-190)/100×100％＝10％
实验例二
本发明还提供了一种采用本发明方法测试矿石给水度与孔隙度的实验例：
取某盐湖石盐矿层柱状孔给度样品，去除柱状孔给度样品上的粉末碎屑后，通过真空泵将样品中的吸附水抽空，放入电子天平上，烘干前称其湿重为280g，样品直空塑封后，将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，再将样品没入容器卤水中，测量溢出卤水的体积为150Cm3，即为样品的体积150Cm3；再将样品放入烘箱中45℃低温烘干48小时后的样品干重为265g。
样品体重为1.87g/m3，样品湿度为5.36％；
将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，切取一块样品用塑料真空袋包装后抽成真空，再将真空包装的样品放置于量杯卤水内，记录溢出卤水的体积180Cm3，即为样品的体积180Cm3，再将排出的卤水倒回到容器中，将塑料袋撕开把样品放入容器卤水中，测量出排出卤水的体积为155Cm3。计算出样品的孔隙度为：
孔隙体积＝180-155＝25Cm3
孔隙度＝25/180×100％＝19.44％
孔隙度测试完成后，盖好容器的密封盖，打开真空泵，将容器中的卤水抽干，测量出抽出卤水的体积280Cm3，再除以样品的体积180Cm3，即得出样品的给水度(G)。
G＝(300-280)/180×100％＝11.10％
实验例三
本发明还提供了一种采用本发明方法测试矿石给水度与孔隙度的实验例：
取某盐湖石盐矿层柱状孔给度样品，去除柱状孔给度样品上的粉末碎屑后，通过真空泵将样品中的吸附水抽空，放入电子天平上，烘干前称其湿重为275g，样品直空塑封后，将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，再将样品没入容器卤水中，测量溢出卤水的体积为165Cm3，即为样品的体积165Cm3；再将样品放入烘箱中45℃低温烘干48小时后的样品干重为265g。
样品体重为1.67g/m3，样品湿度为3.63％；
将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，切取一块样品用塑料真空袋包装后抽成真空，再将真空包装的样品放置于量杯卤水内，记录溢出卤水的体积165Cm3，即为样品的体积165Cm3，再将排出的卤水倒回到容器中，将塑料袋撕开把样品放入容器卤水中，测量出排出卤水的体积为135Cm3。计算出样品的孔隙度为：
孔隙体积＝165-135＝30Cm3
孔隙度＝30/165×100％＝18.18％
孔隙度测试完成后，盖好容器的密封盖，打开真空泵，将容器中的卤水抽干，测量出抽出卤水的体积280Cm3，再除以样品的体积180Cm3，即得出样品的给水度(G)。
G＝(300-280)/165×100％＝12.11％
实验例四
本发明还提供了一种采用本发明方法测试矿石给水度与孔隙度的实验例：
取某盐湖石盐矿层柱状孔给度样品，去除柱状孔给度样品上的粉末碎屑后，通过真空泵将样品中的吸附水抽空，放入电子天平上，烘干前称其湿重为255g，样品直空塑封后，将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，再将样品没入容器卤水中，测量溢出卤水的体积为140Cm3，即为样品的体积140Cm3；再将样品放入烘箱中45℃低温烘干48小时后的样品干重为235g。
样品体重为1.82g/m3，样品湿度为7.84％；
将水倒置于量杯内，记录体积为300Cm3，再切取一块样品用塑料真空袋包装后抽成真空，再将真空包装的样品放置于量杯卤水内，记录溢出卤水的体积160Cm3，即为样品的体积160Cm3，再将排出的卤水倒回到容器中，将塑料袋撕开把样品放入容器卤水中，测量出排出卤水的体积为128Cm3。计算出样品的孔隙度为：
孔隙体积＝160-128＝32Cm3
孔隙度＝32/160×100％＝20.00％
孔隙度测试完成后，盖好容器的密封盖，打开真空泵，将容器中的卤水抽干，测量出抽出卤水的体积285Cm3，再除以样品的体积160Cm3，即得出样品的给水度(G)。
G＝(300-285)/165×100％＝9.09％
通过上述实验数据得知，通过采用本发明方法测试盐湖盐矿层孔隙度和给水度，某盐湖矿的4个孔给度样品用该法测试出来的孔隙度值在18-20％，给水度值在9-12％之间，测试方法简单，相较于传统使用烘干机高温烘干样品中的水分，把盐矿结晶水烘掉，导致测试结果不准确的情况，本发明通过使用真空泵，将样品中的吸附水抽空，不会出现盐矿结晶水被烘干，本发明方法测试结果准确性高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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