[發明專利]一種測定致密巖心多孔介質中多相流體流動特征的核磁共振實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201811616981.7
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109444201A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 戴彩麗;程睿;孫永鵬;由慶;趙明偉;吳一寧;趙光
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

1.一種測定致密巖心多孔介質中多相流體流動特征的核磁共振實驗方法，包括如下步驟：

(1)用干燥巖心進行壓汞實驗，測得巖心孔徑分布范圍；

(2)將巖心清洗、干燥后，用真空加壓法對巖心浸漬原油至飽和；

(3)將無磁巖心夾持器升溫至目標地層溫度后，置于核磁共振測試磁體之間，測量T₂信號作為基底信號；

(4)將浸漬飽和原油的巖心放入巖心夾持器中，置于核磁共振測試磁體之間并對巖心進行加熱；

(5)待巖心被加熱至目標地層溫度，測量油相T₂信號作為巖心的初始T₂譜，減去基底信號即得到飽和油狀態下的初始油相分布T₂譜；匹配壓汞得到的巖心孔徑分布范圍，使弛豫時間T₂與巖心孔徑大小對應，匹配公式d＝aT₂，a＝0.34，最終得到不同T₂值對應的巖心孔徑大?。?/p>

式中：a為T₂值與巖心孔徑大小的匹配系數，d為巖心孔徑大小；

(6)用重水配制驅替液，裝入儲液容器后升溫至目標地層溫度后，對飽和原油的巖心進行驅替；由于重水在低場核磁氫譜中抑制核磁信號，可確保測得的信號全部來自油相；

(7)設置驅替液流量，調整巖心夾持器的環壓為跟蹤模式，其與驅替壓的壓差為0.1～20MPa，使環壓大于驅替壓力，使驅替液驅入巖心，發生水相的進入和油相的產出；

(8)在驅替過程中，通過核磁共振設備測試掃描巖心中的流體，可得到不同時間巖心中油相信號的T₂譜圖，持續測量至油相信號穩定視為實驗結束；

(9)根據公式計算不同弛豫時間下油相動用程度，最終得到不同孔徑大小中油相動用程度；

式中：V₀為某一孔徑尺寸飽和油狀態下的初始油相分布T₂譜幅值，V_i為驅替后第i時刻某一孔徑尺寸的T₂譜幅值，P為油相動用程度。

2.根據權利要求1所述的實驗方法，其特征在于，步驟(3)和(5)中目標地層溫度為50-80℃。

3.根據權利要求1所述的實驗方法，其特征在于，步驟(6)中所用的驅替液為不含氫原子的化學試劑。

4.根據權利要求1所述的實驗方法，其特征在于，步驟(6)中驅替液的質量濃度為0.01％-1％。

5.根據權利要求1所述的實驗方法，其特征在于，步驟(7)中驅替液流量為0.01～5mL/min。

6.根據權利要求1所述的實驗方法，其特征在于，步驟(8)中核磁共振設備測試掃描的時間間隔為1～5min。

7.一種測定致密巖心多孔介質中流體動用特征的核磁共振實驗裝置，包括：

巖心驅替系統、核磁共振檢測系統和數據采集系統；

其特征在于，所述的巖心驅替系統包括儲水容器、ISCO泵、儲油中間容器、驅替流體中間容器、巖心、圍壓控制系統和巖心夾持器；所述的儲水容器通過閥門與ISCO泵連接，所述的ISCO泵通過閥門分別于儲油中間容器和驅替流體中間容器連接；所述巖心夾持器中設置有巖心并分別與儲油中間容器、驅替流體中間容器和圍壓控制系統連接；圍壓控制系統用于控制巖心夾持器的溫度和壓力；

所述的核磁共振檢測系統包括核磁共振檢測磁體，用于進行核磁共振測試，所述的巖心夾持器設置于核磁共振測試磁體之間；

所述的巖心夾持器采用無磁材料；

所述的數據采集系統與核磁共振檢測系統連接，用于采集核磁共振測試得到的數據。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述的儲油中間容器、驅替流體中間容器和巖心夾持器之間還設置有壓力傳感器。

9.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述的巖心夾持器末端還設置有采出液收集裝置。