[發明專利]一種結合核磁共振測量低滲透儲層相對滲透率的儀器

有效

• 申請號: 201610176339.6
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105606517B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 姚艷斌;孫曉曉;劉軍;周睿;郭威;劉永
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 蔣常雪

1.一種結合核磁共振技術的低滲透儲層滲透率測量儀器，其特征在于：所述儀器包括硬件和軟件，所述硬件包括無磁巖樣夾持器、承壓容器、氣體干燥裝置、電子天平和氣體流量測量裝置，所述承壓容器的進口端與氣體增壓泵連接，出口端與所述無磁巖樣夾持器相連接，所述無磁巖樣夾持器的一端與所述承壓容器相連，另一端與所述氣體干燥裝置相連，所述氣體干燥裝置放置于所述電子天平之上，所述氣體干燥裝置的一端與所述無磁巖樣夾持器相連，另一端與所述氣體流量測量裝置相連接；所述軟件包括通信采集模塊、數據整理模塊、數據顯示模塊、數據記錄模塊、實驗過程控制模塊和數據導出模塊；

所述無磁巖樣夾持器由2個壓帽、2個金屬堵頭、2個徑向密封圈、2個軸向密封圈、2個PEEK樣品柱塞、PEEK夾持器本體、膠套、圍壓進口、壓力源入口和壓力源出口組成；所述2個PEEK樣品柱塞用于從左右兩端固定住待測巖樣，在所述PEEK樣品柱塞和巖樣的外面覆蓋有所述膠套，所述PEEK夾持器本體包裹在所述膠套的外面，上述部件構成一個圓柱形的夾持器主體，在所述夾持器主體的兩端各有一個所述金屬堵頭，在每個所述金屬堵頭與所述膠套的結合部安裝有一個所述軸向密封圈，在每個所述金屬堵頭與所述PEEK夾持器本體的結合部安裝有一個所述徑向密封圈，在所述金屬堵頭的外面各有一個壓帽，在左側金屬堵頭上安裝有所述壓力源入口，在右側金屬堵頭上安裝有所述壓力源出口，從所述壓力源入口，經所述左側金屬堵頭、左側PEEK樣品柱塞、巖樣、右側PEEK樣品柱塞、右側金屬堵頭和壓力源出口，形成一條流體傳輸通道，在所述PEEK夾持器本體的一側，安裝有所述圍壓進口，用于對所述膠套及其包裹體施加圍壓；

所述承壓容器由底座、筒體、進口、密封圈、壓環、上堵頭和出口組成，所述筒體安裝在所述支架之上，所述進口位于所述筒體的底部，在所述筒體的上部安裝有所述上堵頭，在所述上堵頭底部與筒體內壁之間安裝有密封圈，所述上堵頭的外部裝有所述壓環，所述出口位于所述上堵頭的頂部；從所述進口，經所述筒體、上堵頭和出口，形成氣體通路；所述承壓容器的出口端裝有氣體單向閥，根據實驗要求的進口壓力設定承壓容器出口壓力，使得氣體以恒定壓力流出；所述承壓容器的最大耐壓為10MPa；

所述氣體干燥裝置是一個裝有氣體干燥劑的容器瓶，瓶塞上插有左右兩根導管，左邊導管與所述無磁巖樣夾持器的壓力源出口相連接，右邊導管與所述氣體流量測量裝置相連接；所述氣體干燥裝置放置于所述電子天平之上；實驗過程中產生水量較小，通過常規氣、水分離方法難以測出驅替水量，采用干燥劑進行氣體干燥，電子天平測量驅替出水量方法與核磁方法進行對比驗證，同時干燥氣體減小氣體流量測量誤差；

所述氣體流量測量裝置包括機械流量計和皂泡流量計兩部分，兩個流量計通過一個三通閥與所述氣體干燥裝置的右邊導管相連接，任意時刻根據氣體流量選擇使用其中的一個流量計，當氣體流量過小機械流量計難以測量時則使用皂泡流量計，以提高測量值的準確度，當氣體流量較大時使用機械流量計，同時氣體出口端可以使用回壓裝置控制出口端壓力值。

2.如權利要求1所述的一種結合核磁共振技術的低滲透儲層滲透率測量儀器，其特征在于：所述通信采集模塊與現場測量模塊進行通信，通信數據交給所述數據整理模塊進行處理；所述數據整理模塊對通信返回的數據進行處理后，得到需要的現場實際測量值；所述數據顯示模塊將實際測量值顯示，供用戶查看；所述實驗過程控制模塊從所述數據整理模塊獲得數據后，經過處理得到實驗數據和實驗結果，并將得到的數據交給所述顯示模塊顯示，同時，控制所述數據記錄模塊記錄數據，記錄的數據包括實際測量數據和實驗數據以及實驗結果；所述數據導出模塊從已記錄的數據中提取數據導出到表格中，供用戶查看和處理。

3.如權利要求1所述的一種結合核磁共振技術的低滲透儲層滲透率測量儀器，其特征在于：所述無磁巖樣夾持器可置于低場核磁共振儀中進行樣品中流體的定量測量而不產生干擾信號量，具體用法是：將無磁巖樣夾持器置于低場核磁共振儀中，進行驅替實驗；試驗過程中在不同時刻對巖樣進行核磁信號量測量，同時記錄出口端氣體產氣量、兩端壓差等測量數據；將獲取的不同時刻的核磁信號量轉換成巖樣中水的質量，用“JNB”方法計算巖樣相對滲透率和含水飽和度；

操作流程為：

1)將飽和水后的巖樣裝入巖樣夾持器，將巖樣夾持器置于低場核磁共振儀中，連接進出口氣路；利用圍壓泵給巖樣夾持器加圍壓；

2)設置耐壓容器出口端單向閥壓力為驅替實驗進口壓力，打開氣源和氣體增壓泵，給承壓容器中氣體增壓至大于驅替進口壓力時停泵；打開單向閥，氣體從單向閥通過提供上游壓力，打開進氣口閥門，進行氣驅水實驗；

3)在不同時刻對巖樣進行核磁測量，同時利用計算機采集驅替時間、驅替壓差、初始見氣點和累計氣體流量數據；

4)對耐壓容器進行壓力補充，保證實驗過程中耐壓容器中氣體壓力大于夾持器進口的設置壓力。