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原文传递一种页岩核磁共振气水相渗测试装置及方法

专利名称：	一种页岩核磁共振气水相渗测试装置及方法
摘要：	本发明公开了一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，它包括核磁共振反应系统、气源部分、水源部分、气水分离系统和计算机系统（10），所述核磁共振反应系统包括岩心夹持器（8）、核磁共振仪（6）和围压泵（15），所述核磁共振仪（6）的进口连接有三通阀（22），所述气源部分和水源部分分别与三通阀（22）的两个进口相连，所述气水分离系统与核磁共振仪（6）的出口相连，所述计算机系统（10）分别与核磁共振仪（6）和三通阀（22）电连接。本发明结构紧凑，使用核磁共振仪代替原来的水体积计量管，准确测量被驱替水的体积；使用碳纤维岩心夹持器，提高核磁共振仪的扫描效果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南石油大学
发明人：	刘建仪;蒋橹;谢泱;余凡
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910451830.9
公开号：	CN110455688A
代理机构：	成都金英专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	袁英
分类号：	G01N13/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	610500四川省成都市新都区新都大道8号
主权项：	1.一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，其特征在于：它包括核磁共振反应系统、气源部分、水源部分、气水分离系统和计算机系统(10)，所述核磁共振反应系统包括岩心夹持器(8)、核磁共振仪(6)和围压泵(15)，所述岩心夹持器(8)安装在核磁共振仪(6)内，所述围压泵(15)设置在核磁共振仪(6)的底部，并通过围压管道与岩心夹持器(8)相连，所述核磁共振仪(6)的进口连接有三通阀(22)，所述气源部分和水源部分分别与三通阀(22)的两个进口相连，所述气水分离系统与核磁共振仪(6)的出口相连，所述计算机系统(10)分别与核磁共振仪(6)和三通阀(22)电连接。 2.根据权利要求1所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，其特征在于：所述气源部分包括依次连接的中间容器A(1)、气体质量流量计(3)、气体加湿中间容器(4)和气体电磁阀(5)，所述中间容器A(1)的一侧设有氮气瓶(23)，氮气瓶(23)和中间容器A(1)之间安装有截止阀A(2)，所述气体电磁阀(5)的出口与三通阀(22)的进口A相连。 3.根据权利要求1所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，其特征在于：所述水源部分包括依次连接的驱替泵(18)、中间容器B(24)、液体电磁阀(20)和过滤器(21)，所述中间容器B(24)的一侧连接有水箱(17)，水箱(17)和中间容器B(24)之间安装有截止阀B(25)，所述过滤器(21)的出口与三通阀(22)的进口B相连。 4.根据权利要求1所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，其特征在于：所述岩心夹持器(8)为碳纤维岩心夹持器。 5.根据权利要求4所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，其特征在于：所述岩心夹持器(8)上安装有压差传感器(7)，压差传感器(7)与计算机系统(10)相连。 6.根据权利要求1所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，其特征在于：所述气水分离系统包括依次连接的回压阀(11)、气水分离器(14)、控制阀(12)和电磁流量计(13)，所述回压阀(11)与岩心夹持器(8)相连，回压阀(11)的一侧连接有加压泵(26)。 7.根据权利要求6所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试装置，其特征在于：所述回压阀(11)、气水分离器(14)、控制阀(12)和电磁流量计(13)分别与计算机系统(10)电连接。 8.一种页岩核磁共振气水相渗测试方法，其特征在于，包括以下步骤: S1：开启低磁场核磁共振仪(6)，开机预热30min； S2：将页岩岩心装入碳纤维岩心夹持器(8)中；接通电源，打开围压泵(15)，产生围压将页岩岩心紧紧地包裹住； S3：将三通阀(22)调至水源部分，打开水源部分的截止阀B(25)，使得水箱(17)中水流入中间容器B(24)中； S4：打开计算机系统(10)，在计算机系统(10)中打开水源部分的液体电磁阀(20)和驱替泵(18)使页岩岩心的水饱和，饱和后关闭电磁阀； S5：启动核磁共振仪(6)，对页岩岩心进行实时扫描，在计算机系统(10)得到实时的氢元素的T2谱，计算被驱替水的体积； S6：将三通阀(22)调至气源部分；打开气源部分的截止阀A(2)，使氮气瓶(23)中氮气进入中间容器A(1)中； S7：在计算机系统(10)中打开气体电磁阀(5)、驱替泵(18)和位于碳纤维岩心夹持器(8)一侧的回压阀(11)、气体电磁阀(5)、控制阀(12)，此时氮气瓶(23)中的氮气对页岩岩心进行驱替；同时电磁流量计(13)开始对气体体积进行计量； S8：压差传感器(7)实时记录驱替压差；回压阀(11)用于避免回压下降或回压波动大的现象，有效保持岩心出口回压恒定；当需要更大的驱替压力时，打开驱替泵(18)进行增压； S9：计算机系统(10)中显示并记录实验中所有的实时数据；在准确地得到各种实验数据之后，通过计算公式来准确地计算出气水相对渗透率。 9.根据权利要求8所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试方法，其特征在于：所述步骤S5包括以下子步骤： S51：通过核磁共振测试得到页岩岩心在t时刻的核磁含水饱和度为St； S52：根据得到t时刻的累积产水量为： Vt＝StV (1) 其中，St为核磁含水饱和度，V为岩样体积。 10.根据权利要求8所述的一种页岩核磁共振气水相渗测试方法，其特征在于：所述步骤S9 包括以下子步骤： S91：将岩样出口大气压力下、室温测量的累积产量修正到岩样平均温度、压力下的值 Vi＝{ΔVwi+Vi-1+[2pa/(Δp+2pa)]ΔVgi}×{ZTpa/[Za(t+273.15)p]} (2) 其中，Vi为累积流体产量，Vi-1上一点的累积流体产量，ΔVwi某一时刻间隔的水增量，ΔVgi为流量计测得的某一时间间隔的气增量，Z为实验条件下的偏差因子，p为实验温度，t为室温； S92：绘制累计产气量∑Vg，累计产水量∑Vw，累计注入时间∑t的关系曲线； S93：在曲线上均匀取点，得到在一定时间间隔Δt内对应的产气量ΔVg和产水量ΔVwi，按式(3)～(9)计算气水相对渗透率和含水饱和度，平均含水饱和度取核磁含水饱和度St；气水相对渗透率其中，Vw为累积出口水量，fw为含水率，fg为含气率，μg为实验条件下气体粘度，μw为实验条件下水相粘度，qgi为两相流动时的气体流量，qg为单相流动时得气体流量，K为气测渗透率； S94：绘制气水相对渗透率和含水饱和度的关系曲线。
所属类别：	发明专利