Schlumberger
 
实验
岩石的吸收能力

SEED
 

苏珊·海罗恩 (Susan Herron)

苏珊•海罗恩 (Susan Herron)
Schlumberger-Doll 研究中心

 

“如果让您想像 [油] 储集层,您 [可能] 会想到自己无法驾驶摩托艇驰骋其中的大型水库,或者想到自己无法畅游其中的蓄水池。您会想到一片巨大的湖泊。但事实并不是这样的。储集层出现在外表与其它岩石相似的岩石中。在你我看来这种岩石似乎是实心的,而事实上它具有非常微小的孔隙空间,那里正是石油或气体郁积的地方。我们就是从这样的岩石中取出每天都使用的石油或天然气的。”

岩样


钻探油井
过程中采集
的储集层岩样


 

岩石能够容纳液体!为了证实这一观点,我们用水代替油进行实验,原因如下:

  • 水不像油那样脏
  • 实验后,岩石很容易晾干,因此可以再次使用它。
  • 水的重量与体积之间的关系很简单:1 克 = 1 立方厘米 = 1 毫升。

工具和器材

要进行本实验,需要:

  • 一块多孔岩石。浮石是比较理想的实验材料,可以从许多药店的足疗用品区域购买到。粉笔也是本实验的理想材料。
  • 可称量克或更小单位物体的称或天平。
  • 足以盛装岩石(完全没于水中)的容器。

实验

  1. 称量干燥岩石的重量,将结果记录在打印出的下表或自己的笔记本中。
  2. 将岩石放入水中静置至少一个小时。
  3. 取出岩石,抖落多余的水。再次称量岩石的重量并记录结果。
  4. 每隔一小时称量并记录一次,重复几次。
  5. 将岩石静置在水中一夜。再次称量并记录结果。

实验结果如何?

学生/小组
时间 岩石重量
第 1 天
干燥岩石的重量
时间
时间
时间
时间
时间
第 2 天
时间

进一步讨论:

岩石的重量将会增加。要达到最大重量可能需要一天或几天。

我们用重 34 克的干燥岩石做这个实验。一天后,重量增加到 37 克。两天后,重量仍然是 37 克。这说明此岩石中有三克(或 3 立方厘米)的水。这些水是多还是很少呢?岩石可以容纳多少液体?这一点我们可以通过测量岩石的体积并将其与岩石所能容纳的水的体积相比来确定。

我们可以利用排水量法来测量岩石的体积。正如阿基米德在浴缸中一样,我们可以通过测量物体没入水中后所排开的水的体积来测定该物体的体积。我们在量杯中加入 150ml 刻度的水,并将岩石浸没在水中,来测量岩石的体积。水位升高到 175 ml,从而得知岩石的体积为 25 ml(或 25 cc)。由于岩石总共吸收了 3 cc 的水,因此可以算出该岩石可以容纳相当于其体积的 12% 的水。这可用如下公式表示:

可以用其它岩石、用石油代替水来重复这个实验。请记住,因为油比水轻,所以 1 克油的体积大于 1 cc。确切的值取决于油的种类。

我们还用一支粉笔做了这个实验。当粉笔干燥时,其重量为 10 克。浸在水中 5 分钟后,重量增加到 11g。10 分钟后,重量为 12g。之后,其重量不再增加,但 30 分钟后,粉笔变软并开始分解。

这支粉笔可容纳 2g(或 2 cc)的水。要计算粉笔的体积,可以使用排水量法,但我们采用了另一种方法。由于粉笔是一个圆柱体,我们决定测量它,然后利用圆柱体体积公式进行计算。其长度正好是 8 cm,每个端面的直径为 1cm。

然后,计算该粉笔能容纳的水量占其总体积的百分之几:


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岩石的吸收能力

 

请亲自试着用不同的岩石进行实验。

共享结果

将结果发送给我们。我们将在“展示厅”定期公布新信息及由完成这些实验的其他人提供的报告。
 

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石油的形成
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