[發明專利]核磁共振在線驅替流體飽和度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202110774827.8
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113418950B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 張立寬;羅曉容;閆建釗;雷裕紅;程明;劉乃貴
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所;東北石油大學
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 董驍毅;葉明川

本發明提供了一種核磁共振在線驅替流體飽和度測量裝置及方法，該方法包括：測量在線驅替系統的死體積充注為驅替相流體以及待測巖心為飽和核磁檢測相流體下的核磁共振T2譜，以生成標定T2譜；測量所述待測巖心由飽和被驅替相流體轉變為驅替相流體過程的核磁共振T2譜，以生成驅替過程T2譜；根據所述生成標定T2譜以及所述驅替過程T2譜實時生成所述在線驅替系統流體飽和度。本發明提供的核磁共振在線驅替流體飽和度測量裝置及方法，通過觀察T2譜變化特征，以確定T2譜中飽和流體和死體積流體分界點，從而只對飽和流體信號進行統計，屏蔽死體積流體的影響，達到提高在線驅替過程中流體飽和度的測量精度的目的。

技術領域

本發明涉及石油勘探開發領域，尤其是巖心參數測量技術，具體涉及一種核磁共振在線驅替流體飽和度測量裝置及方法。

背景技術

流體飽和度指多孔介質中某種飽和流體體積占總孔隙體積的百分比。飽和度是進行油氣資源量估算所涉及到的重要的參數，同時其還是影響油、氣、水在巖石中滲流規律的重要因素。常規測量流體飽和度的方法包括蒸餾提取法、干餾抽提法和色譜法，利用這些方法測量飽和度時，必然會破壞流體在孔隙介質中的分布，因此這些常規方法不能在驅替過程中測量和監測流體飽和度。

核磁共振技術可以在不破壞多孔介質中流體分布的前提下對飽和對進行測量，即無損測量。文獻《Testing?oil?saturation?distribution?in?migration?paths?usingMRI》公開了一種利用核磁共振成像技術測量含油飽和度的技術，但受分辨率的限制，核磁共振成像只適用于測量滲透性極好的疏松多孔介質中流體飽和度。

利用核磁共振弛豫譜可以測量實際巖心中的流體飽和度，其基本思路是分別統計不同流體對應的累計核磁共振信號，結合氫指數校正，計算不同流體的飽和度。這種方法的難點在于核磁共振弛豫譜中，不同流體的核磁共振信號分布區域往往發生重疊?！独煤舜殴舱窦夹g研究巖心含油飽和度恢復》一文提出通過將巖心侵泡在錳水中，錳離子擴散進入巖心后能夠屏蔽水相信號，對比泡錳前后橫向弛豫譜(T2)的變化確定流體飽和度，但是受潤濕性的影響，巖石泡錳過程中會發生自發滲吸作用，并改變巖心中流體飽和度。

驅替或者充注的過程中在線測量流體飽和度同樣受到了很多研究人員的關注。文獻《Experimental?investigation?on?oil?migration?and?accumulation?in?tightsandstones》公開一種在驅替流程終端安裝油水分離計量裝置，通過計量分別計量注入巖心和排出巖心的油水體積，計算巖心的含油飽和度，但巖心夾持器堵頭導流槽和流出管線中流體體積無法計量，稱為“死體積”，這給流體飽和度測量帶來不可避免的系統誤差，特別是在低滲和致密巖心中，由于巖心飽和流體量非常有限，這種誤差被大幅放大，甚至可能會導致錯誤的認識。將核磁共振系統和驅替系統相結合，可以用核磁共振弛豫譜在線測量驅替過程中的流體飽和度。公開號為CN111220639A的專利申請、《基于核磁共振的氣驅水時巖心含氣飽和度測定方法及裝置》和《基于核磁共振技術的致密砂巖氣運移特征研究》文獻中均提出利用核磁共振在線驅替系統測量氣驅水過程中流體飽和度；公開號為CN111878050A的專利申請公開了一種核磁在線致密油水驅開發提高采收率的方法。在上述核磁共振在線驅替系統中，只考慮到對有效磁場內的流體進行核磁共振掃描，磁場外流出管線死體積的影響可以消除，但磁場內流出管線及夾持器堵頭導流槽對應死體積依舊存在，仍會導致系統誤差。

綜上所述，現有技術中亟需一種可以實時地、精準測量在線驅替系統的流體飽和度的方法及裝置。

發明內容

本發明的實施例提供的核磁共振在線驅替流體飽和度測量裝置及方法，通過觀察T2譜變化特征，以確定T2譜中飽和流體和死體積流體分界點，從而只對飽和流體信號進行統計，屏蔽死體積流體的影響，達到提高在線驅替過程中流體飽和度的測量精度的目的。

一方面，本發明實施例提供了一種核磁共振在線驅替流體飽和度測量裝置，包括：