ICS 73.020 E 12 备案号：43216—2014
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T63522013 代替SY/T6352—1998
岩样电化学参数的实验室测量规范
Specification for measurement of rock electrochemistry in laboratory
2014—04—01实施
2013-11-28发布
国家能源局 发布 SY/T 6352—2013
目 次
前言
范围规范性引用文件岩样极化率和自然电位的测量 3. 1 测量原理 3. 2 主要设备 3. 3 主要试剂制备 3. 岩样的制备与饱和 3.5 岩样激发极化电位的测量和极化率的计算 3.6 岩样自然电位的测量 3.7 设备检验及结果允许误差 3. 8 测量结果报告内容岩样阳离子交换量CEC值的测量 4. 1 测量原理 4. 2 主要设备 . 3 主要试剂制备 .4 岩样的制备与鉴别 4.5 测量步骤* 4.6 测量结果的计算 .7 测量结果允许误差· .8 测量结果报告内容附录A（资料性附录）岩样电化学参数测量报告格式
2
3
11 11 12 13 13
4 SY/T6352—2013
前言
本标准按照GB/T1.1一2009)《标准化T作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替SY/T6352-1998《岩样电化学参数的实验室测定”。与SY/T6352一1998相比，主要技术变化如下：
修改和补充了主要仪器及其技术要求使该部分更具指导性和规范性（见3.2和4.2，1998 年版的第4章）：修改了极化率和自然电位测量中的“岩样的制备与饱和”（见3.4，1998年版的第6章）：
-
一-修改和补充了岩样极化率的测量操作方法（见3.5.1，3.5.2和3.5.3.1998年版的7.1和
7. 2) ; 增加了极化率测量计算中对测量仪器系数的校验要求（见3.5.4.3）： ----修改和补充了岩样自然电位的测量操作方法（见3.6.1，3.6.2和3.6.3，1998年版的第8
章）：增加了极化率自动测量系统的检验，对供电电流密度、测量电极及仪器和装置不引人外来极化作用提出了要求（见3.7.1.1和3.7.1.2）：一修改和补充了极化率和自然电位的测量结果允许误差，使精度要求更加精细明确（见 3.7.1.3和3.7.2.3，1998年版的第10章）： --增加了自然电位自动测量系统的检验以及自然电位测量值对自动测量仪的零偏和电极电位的
校正（见3.7.2.1和3.7.2.2）删除了纳氏试剂的制备（见1998年版的13.2.8）：增加了硼砂在使用前的储备方法（见4.3.2.$）； —修改了盐酸的标定方法（见.3.2.9，1998年版的13.2.9）；修改了泥质砂岩阳离子交换量的测量中的“岩样的制备”（见.11998年版的1.1)； -将盐酸的浓度单位修改为mo1/1。（见199H年版的13.2.9和第14章）：一增加了采用分光光度计测量阳离子交换量的方法（见4.5.2）：增加了岩样阳离子交换量CEC值与Q.的关系（见4.6.1和4.6.2）：一删除了盐水的配制（见1998年版的附录A）：
-

增加了岩样电化学参数测量报告格式（见3.8，4.8和附录A）本标准由石油工业标准化技术委员会石油测井专业标准化委员会（CPSC/TC11）提出并归口。 本标准负责起草单位：中国石油集团测井有限公司技术中心。 本标准参加起草单位：中国石油大学（北京），中国石油大学（华东）、大庆钻探公司测井公司和
中国石化集团胜利石油管理局测井公司。
本标准起草人：曾花秀、郭用梅、贺国芬、罗燕颖、于华、李新、杜环虹、胡秀妮、柯式镇、朱小康。
Ⅱ SY/T6352-2013
岩样电化学参数的实验室测量规范
1范围
本标准规定了实验室时域内测量岩样极化率（也称激发极化法的二次电位与一次电位之比）和自然电位值以及用乙二胺四乙酸（以下简写EDTA）一乙酸铵法测量岩样阳离子交换量CEC值的方法和要求
本标准适用于实验室时域内圆柱体君样的极化率和自然电位值的测量，以及乙酸铵法粉末岩样阳离子交换量CEC值的测量。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
SY/T5336岩心分析方法
3岩样极化率和自然电位的测量
3.1测量原理 3.1.1极化率测量原理
当给岩样两端施加一恒定电流，在外电场的作用下产生阴离子向阳极、阳离子向阴极的离子运动，黏土薄膜（阳离子富集带）的阴离子选择性限制了阴离子的转移，而阴离子活动性的减弱又引起每一薄膜附近离子分布的变化，形成偶电层形变和局部浓度变化，其浓度梯度反过来又阻碍离子运动，即阻碍外电流，直至达到平衡为止，同时形成激发电位，即一次场电位。当外电场断去后，由于离子的扩散作用，离子浓度梯度将逐渐消失，恢复到原来的状态，同时形成扩散电位，即二次场衰减电位。这便是离子导体上观察到的激发极化现象，二次电位和一次电位的百分比即为岩样的极化率。
偶电层形变和浓差极化电位的大小主要取决于： a）岩样孔隙中的济液的电导率Cw。 b）黏土的阳离子交换量Q c） 岩样渗透率K。 d): 外加电场的大小。当激发电流密度在线性范围内。极化率与外加电场的大小无关
3. 1. 2 自然电位测量原理
当可渗透性的岩样两边溶液浓度不相等时，便会产生扩散现象。如果岩样含黏土，则在扩散的同时，由于黏土颗粒的阳离子吸附性使溶液中的离子分布不均衡，由此形成扩散一一-吸附电动势，此电动势反过来又阻止迁移率大的离子作进一步的积累，即阻止电动势继续增大，从而达到一种动态平衡状态。这时在岩样两端测得的扩散一-吸附电位即为自然电位，它与两端溶液的浓度差及岩样的阳离于变换量有关。
1 SY/T 6352—2013
3.2主要设备 3.2.1岩样极化率测量系统：
）样激发极化电位自动测量仪 b) 岩样室，电极等测量装置。 ) 恒流源：不确定度为0.01mA。 d》计算机。
3.2.2 岩样日然电位测量系统：
a） 岩样自然电位自动测量仪。 b）岩样室、电极、泵等测量装置 c） 计算机。
3.2.3辅助设备：
a) 电导率仪：误差为±0.5%（FS）。 b) 电子天平：不确定度为0.1mg： C） 温度计：范围为℃～50℃ d）四位半数字万用表。
3.3主要试剂制备 3.3. 1 主要试剂
主要试剂包括： a) 氯化钠（分析纯）。 h) 氯化钾（分析纯）。
3.3.2试剂的制备 3.3.2.1 根据测量要求制备相应浓度的氯化钠溶液，并用电导率仪进行测量 3.3.2.2饱和氯化钾溶液的制备：在干净的烧杯中倒人适量的蒸馏水。加人氧化钾并搅拌。直至烧杯中有少量氧化钾不再溶解时为止。 3.4岩样的制备与饱和 3.4.1岩样的制备 3..1.1若样的大小依据岩样室的尺寸而定。岩样钻取、切割、端面磨平，将若样加工成标准的圆柱体，具体步骤应符合SY/T5336中的相关规定。岩样直径宜为2.50cm或者3.80cm.岩样长度应在2.0cm-8.0cm之间。 3.1.2对君样进行洗油。洗盐处理，将岩样风十。再烘干至恒重为止，然后放人于燥器中冷却至室温，具体步骤应符合SY/T533C中的相关规定。 3.4.2岩样的饱和
将制备好的岩样放人密闭容器中，进行抽真空，真空度抽至一。1MPa·加压饱和。 3.5岩样激发极化电位的测量和极化率的计算 3.5.1测前准备 3. 5. 1.1 1岩样激发极化电位自动测量仪，恒流源及计算机处于测量等待状态。 2 SY/T63522013
3.5.1.2岩样极化率测量系统中的岩样室及电极装置示意图如图1所示，将供电电极（铅电极）A， B分别放人左、右供电室中．将测量电极（Ag-AgCI电极）MN分别放人左、右测量室中。 3.5.1.3将左，右储液罐均注人氧化钠溶液，其落液浓度与饱和岩样的溶液浓度相同，让左、右供电室的溶液至三分之二的高度。 3.5.1.4将岩样装人岩样室，加围压至岩样两端的溶液不直接连通，岩样不损坏为原则。围压宜为 1MPa-- 1. 2MPa. 3.5.1.5极化率测量系统中的溶液流程示意图如图2所示，将左、右储液罐里的落液分别注人左。 右测量室和左、右供电室，并排尽左、右测室中的空气。 3.5.1.6岩样极化率测量系统连接示意图如图3所示，将恒流源的电流输出端A1.B1分别与岩样激发极化电位自动测量仪的A1·B1相连接，将自动测量仪的电流输出端A，B分别与供电电极（铅电极）A，B相连接将自动测量仪的M.N端分别与测量电极（Ag一AgCI电极）M.N相连接
0 B
0 A
压力阀
压力表
中 ?
0 M
生
R
1000
H
中
10
O
1.5-AB供电电极：2.M.N测量电极；3-岩样室：6.11-供电室
将。9-测量室：7.1-储液罐
图1极化率测量系统中的岩样室及电极装置示意图
3.5.2自动控制测量 3.5.2.1调节恒流源.根据岩样特性及饱和落液的浓度设定电流值，供电电流宜为.5mA一 5.0mA。原则上使激发电流在线性范围内，极化率与供电电流无关。 3.5.2.2运行岩样极化率数据采集处理软件，输人岩样的物性参数，岩样尺寸。溶液浓度、溶液电阻率等参数。输人控制测量参数，恒流源的电流值、测量装置的仪器系数等。 3.5.2.3激发极化电位测量过程示意图如图4所示。进行岩样极化率自动控制测量，待正。反向激发极化电位测量完毕，极化率的自动测量过程便自动结束。 3.5.2.4保存并处理数据。 3.5.3测后工作 3.5.3.12 分别将左。右供电室及测量室中的氯化钠溶液放人左。右储液罐中。
3 SY/T6352—2013
左供电室
右供电室
左剩量室
右测量室
三通
三通
左储綫槽
右储液槽
图2极化率测量系统中的溶液流程示意图
恒流源 AI BI
AI BI
若样装置
日 M N
1串口或USB
B M N
计算机
极化串自动控制测量仪
连接
图3岩样极化率测量系统连接示意图
U Ur
u.(t)
Ua ()
0
U-(n)
U.
图激发极化电位测量过程示意图
3.5.3.2取出M.N测量电极置人饱和氯化钾溶液中待用。 3.5.3.3 泄围压，从岩样室内取出岩样，放人岩样罐中保存。 SY/T 6352-2013
3.5.4岩样极化率的计算 3.5.4.1 岩样极化率（r）值的计算见公式（1）：
U.n)
(1)
X100%
p():
Up
式中： 7 (t)
岩样极化率：
时间：单位为毫秒（ms)： U（"）..-二次电位。单位为毫伏（mV）： U—-最大激发一次电位，单位为毫伏（mV）
广
3.5.4.2二次电位U（t）的计算见公式（2）：
U..()U.-(t)
(2)
U.()=
2
3.5.4.3最大激发一次电位U，的计算见公式（3）至公式（8）：
Un = Ur. Up.
(3)
2
(4)
U..=maxU.. (t)
(5)
Up- = maxU- (r)
式中： U. ().- -正向二次电位，单位为毫伏（mV）： U.- ()-- -反向二次电位，单位为毫伏《mV)：
最大正向激发一次电位：单位为毫伏（mV）：
Up Up- 最大反向激发一次电位。单位为毫伏（mV）： U.. (r) 正向一次电位。单位为毫伏（mV)； U- () 反向--次电位，单位为毫伏（mV）。 当M，N测量电极离岩样端面有一段距离时，供电时的岩样最大激发一次电位U，应为测量电极
上测到的激发电位UpM减去M。N电极离岩样端面的水的电位U.
(6)
U. = Upms - U.
Urms UpMs-
(7)
Up%.
2
(8)
Uw.=Pw I.
I
K.
式中： UrMs " M.N测量电极上测到的激发电位.单位为毫伏（mV）： U.- 一M.V电极离岩样端面的水的电位，单位为毫伏（mV》： UM%- M.N测量电极上测到的最大正向激发电位，单位为毫伏（mV）； UrMy- -MN测量电极上测到的最大反向激发电位，单位为毫伏（mV）： Pw 溶液电阻率，单位为欧姆米（α·m）； I.- 供电电流，单位为毫安（mA)： Kp" 仪器系数。
I