[發明專利]動態測定多孔介質中氣體水合物飽和度和滲透率的方法

有效

• 申請號: 202011117140.9
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112485281B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 雷欣;姚艷斌;劉大錳;羅萬靜;聞志昂;蔡益棟
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N15/08
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 郭衛芹

本發明涉及天然氣水合物儲層開發技術領域，公開一種動態測定多孔介質中氣體水合物飽和度和滲透率的方法，選取巖心，設計并搭建水合物生成系統，包括低場核磁譜儀中的巖心夾持器，巖心夾持器內形成有圍壓腔；在所述圍壓腔內加入無磁圍壓液；設定圍壓腔內的圍壓和氣路氣壓并調節溫度生成氣體水合物，實時采集核磁譜圖，確定氣體水合物的生成階段；采集水合物飽和度穩定時對應核磁譜圖的核磁信號，對比無水合物時核磁信號總量，將兩者的差值轉化成水合物生成消耗水的質量；用物質平衡方法進行氣體水合物飽和度的計算，測量得到所述飽和度對應的含水合物巖心的滲透率。本發明能夠在提高測量水合物飽和度精確度的同時，極大縮減實驗步驟和耗時。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物儲層開發研究技術領域，更具體的說，特別涉及一種動態測定多孔介質中氣體水合物飽和度和滲透率的方法。

背景技術

天然氣水合物蘊藏量巨大，能源密度高，近年來不斷引起來自全世界的關注。雖然天然氣水合物資源優勢頗多，但其儲層的開發卻面臨著很大的技術難題。由于天然氣水合物開發難度大，目前開發資料尚不足，室內實驗便成為了主要研究手段。但是實驗室模擬也存在著對溫度壓力要求高等問題，使得關于水合物的實驗均需要加壓，降溫處理，這對大量開展實驗工作帶來了不小的麻煩。

在非常規油田的巖心實驗中，低場核磁技術已經被廣泛應用于定量化監測孔隙中水的含量以及水的變化量。低場核磁技術具備無損巖心，可透過不透明夾持器實時測量不同狀態水信號的優勢，能良好地應用于實時監測巖心中天然氣水合物合成分解過程所伴隨的水信號變化量。傳統水合物飽和度的計算依賴于生成水合物實驗前，巖心初始含水飽和度對生成水合物后含水合物飽和度的換算，故每次試驗，一旦巖心含水飽和度確定后，只能得到一個含水合物飽和度，對應的，若要測定多個水合物飽和度對應的滲透率，也需要多次進行實驗，在得到的水合物飽和度的基礎上測定滲透率。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的技術問題，提供一種動態測定多孔介質中氣體水合物飽和度和滲透率的方法，提高了測試精度，也極大簡化了實驗步驟并壓縮實驗時間。

為了解決以上提出的問題，本發明采用的技術方案為：

一種動態監測及測定多孔介質中氣體水合物飽和度的方法，該方法具體步驟包括如下：

選取巖心，將其烘干并飽和蒸餾水；

設計并搭建水合物生成系統，包括連接低場核磁譜儀的無磁巖心夾持器，所述無磁巖心夾持器內形成有圍壓腔；

在所述圍壓腔內加入圍壓液，所述巖心孔隙內加入氣體；

設定圍壓腔內的圍壓和孔隙內的氣壓，并調節溫度生成氣體水合物，實時采集核磁譜儀上的核磁譜圖，確定氣體水合物的生成階段；

通過核磁譜儀進行監測，等待所述氣體水合物飽和度穩定；

采集穩定時圍壓與氣壓條件下對應核磁譜圖上的核磁信號，并對比無水合物時核磁信號總量，將兩者的差值轉化成水合物生成消耗水的質量；

根據所消耗水的質量，用物質平衡方法進行氣體水合物飽和度的計算；

測量得到所述飽和度對應的含水合物巖心的滲透率；

改變圍壓和氣壓重復采集計算得到滿足需要的飽和度和滲透率數據。

進一步地，所述采用物質平衡方法進行氣體水合物飽和度的計算，其計算方法包括：

將水合物飽和度穩定時，所述氣體水合物質量計為m_h，則根據氣體水合物形成的物質平衡方程、及物質的量與質量的對應關系得到：

即得到：m_h＝{(18n+Ym)×Δm_H2O}/(18n) ①