[發明專利]一種X射線透射裝置及X射線透射巖石模型的方法

在審

• 申請號: 202110873746.3
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113447504A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 董致偉;馬東哲;苗鈞逸;王方
• 申請（專利權）人: 北京拓普萊博油氣田開發技術研究院
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046;B25B11/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 鄭萌萌

本發明公開一種X射線透射裝置及X射線透射巖石模型的方法，包括巖心夾持器、包圍在所述巖心夾持器外部的彌補裝置以及支撐并保持所述巖心夾持器成豎向的承載裝置，所述巖心夾持器位于所述彌補裝置的中部，所述彌補裝置的豎向截面為圓形，所述圓形的圓心能夠與CT機的掃描中心重合，所述彌補裝置選用材料的X射線透射CT值為所述巖心夾持器選用材料的X射線透射CT值的0.3?0.4倍；本發明在巖心夾持器的外部包圍彌補裝置，設置彌補裝置選用材料的X射線透射CT值為巖心夾持器選用材料的X射線透射CT值的0.3?0.4倍，能夠使得X射線透射截面的密度分布更為均勻，顯著的提高成像效果，從而能夠更好的分析巖石模型內部流體的流動特點、分布狀況等。

技術領域

本發明涉及油田開發技術領域，特別是涉及一種X射線透射裝置及X射線透射巖石模型的方法。

背景技術

X射線透射成像技術在油氣田開發實驗中已廣泛應用，其中，在巖心驅替實驗中，可以利用X射線穿透巖石后所形成的圖像分析巖心內部流體的流動特點、分布狀況等等，進而研究驅油方式、效果評價等。

在實驗室內巖心模型通常有直徑2.5cm以上的圓柱狀巖心、方形/矩形截面的長方體模型等，由于巖心驅替實驗通常要滿足高溫高壓條件(50℃以上，大于1MPa)，因而要實現驅替實驗必須在巖石模型外面形成保護空間，即需要外在裝置(巖心夾持器)。由于X射線透射效率受物體密度和厚度的影響很大，透射量成指數型遞減，所以巖心夾持器的設計也必須滿足相關條件。

通常巖心驅替實驗的巖心夾持器由鋼制材料制成，以滿足耐壓要求。因為金屬對X射線的阻擋作用，必須改用既能透射X射線又能提供耐壓的材料，目前peek、碳纖維等材料能較好的實現替代作用。受結構設計影響，巖心夾持器外形呈不規則形狀。例如兩端壓蓋部分較中間管狀部分粗。

在巖心驅替實驗中，X射線透射成像裝置通常采用醫用CT，其空間直徑可達50cm以上，滿足巖石模型較大的尺寸變化范圍。醫用CT采用環形轉動，邊發射邊接收X射線的方式對內部物體進行掃描。若為中心對稱型的巖心夾持器，則形成的圖像質量較好。而非中心對稱型的巖心夾持器，圖像通常產生線條形干擾(偽影)，這是因X射線通過的組件密度分布不均勻引起的。例如：在考慮重力因素影響的驅替研究中，需要在垂直截面中分析流體分布狀態，X射線通過后，偽影嚴重，獲取的圖像無法分析，參見圖10所示。圖10中除對角方向的明顯線條外，均勻巖心顯示的圖像也呈環狀結構，顯然是錯誤的。若在巖心橫截面掃描，則圖像是均勻圓形，巖心圖像均勻。

公開號為US4893504A的美國專利公開了“Method fordetermining capillarypressure and relative permeabilityby imaging”即通過成像確定毛細管壓力和相對滲透率的方法，該方案雖然公開了能夠通過成像原理對巖石結構的實驗方法，但是，并沒有給出如何降低偽影的措施和方法。

為獲得均勻的巖心圖像，申請公布號為CN 104502374 A的中國專利公開了一種巖心CT掃描射線硬化的校正方法，獲取待掃描巖心，將待掃描巖心置于填注筒體中，在填注筒體外包覆一個背景裝置，背景裝置為球體或者圓柱體，背景裝置包括一個腔體，腔體用于盛放填注筒體，腔體的內表面和填注筒體的外表面相匹配，但是，該方案中認為巖心填注筒體與背景裝置采用相同的材料才能達到最佳的去偽影效果，然而，實際上并非如此，其去偽影效果不佳。

發明內容

本發明的目的是提供一種X射線透射裝置及X射線透射巖石模型的方法，以解決上述現有技術存在的問題，在巖心夾持器的外部包圍彌補裝置，設置彌補裝置選用材料的X射線透射CT值為巖心夾持器選用材料的X射線透射CT值的0.3-0.4倍，能夠使得X射線透射截面的密度分布更為均勻，顯著的提高成像效果，從而能夠更好的分析巖石模型內部流體的流動特點、分布狀況等。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：