CT技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了CT技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置，包括由无磁材料制作的空心透明反应管和封闭两端堵头构成的夹持器；用于盛装测试样品的驱动介质的供料装置；连接所述供料装置和一端的堵头的连接器；连接另一端的堵头的测量装置；具备对所述夹持器进行扫描用的检测空间的CT装置；获取测量过程的数据并实时分析测量数据，同时输出相应测量结果的控制系统。本实用新型专利技术使夹持器小型化，同时利用无磁材料制作反应管，既可以满足实验时的观察要求，又可以放置在CT装置中进行扫描，从而得到不同压力下样品的运移情况图像，为开采地层下天然气水合物采用何种参数提供了有力的支持，相比现有技术中仅凭理论对开采结果进行推断的方式更加清楚和可靠。

Apparatus for Measuring Structure Change of Argillaceous Silt Reservoir in Sea Area by CT Technology

【技术实现步骤摘要】
CT技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置
本技术涉及地质领域，特别是涉及一种通过CT能够测量到存储天然气水合物的海域泥质粉沙多孔介质微粒在驱动介质下运移过程的装置。
技术介绍
存储天然气水合物的海域泥质粉砂储层具有未固结、渗透率低、孔隙吼道结构空间上迂曲度大、配位数少等诸多特点。一般的天然气水合物储层的海底泥质粉砂沉积物中值粒径在2.60-28.96μm之间，中值粒径均值12μm，矿物主要由长英质(53％)、碳酸盐矿物(16％)和粘土矿物(26％-30％)组成，粘土矿物含量高，以蒙脱石、伊利石为主，束缚水饱和度大于65％。该套储层不同程度存在着非常细小的微粒，以松散的颗粒形式处于孔壁或颗粒的内表面上，会伴随流体在多孔介质中运移而在孔隙变窄处(喉道)堆集、堵塞，使储层渗透性大幅降低，而渗透率的大小直接决定单井日产量高低。然而，鉴于该套泥质粉砂储层无骨架的特殊性，同行业内实验室中使用的常规岩心夹持器均不能填装此类样品，又由于该套储层多孔介质微粒粒径极低，常规实验方法无法有效观察到泥质粉砂微粒运移后的微粒分布规律，对有效开展多孔介质流速敏感性实验，以及了解、掌握储层内多相流体的渗流特性及渗透率变化规律带来极大挑战。因此，研发可观察泥质粉砂在储层中运移过程的测量装置，可以尝试性的开展海域水合物多孔介质微粒运移测量实验，掌握不同驱替压力和流体流量条件下多孔介质微粒运移规律、微观结构变化过程以及渗透变化特征等多方面的信息。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种通过CT能够测量到海域泥质粉沙多孔介质微粒在驱动介质下运移过程的装置。特别地，本技术提供CT技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置，包括：夹持器，包括无磁材料制作的空心透明反应管，密封反应管两端开口的堵头，堵头上设置有连通反应管内部的通孔，所述反应管的体积至少能够放置在CT装置的检测空间内；在让所述反应管内部放置有调节样品放置量的无磁材料制作的调节管，调节管的外径等于或小于所述反应管的内径，调节管的内部设置有供驱动介质通过的通道，在调节管与样品接触的端面上设置有分流驱动介质的导流槽。供料装置，用于盛装测试样品的驱动介质；连接器，连接所述供料装置和一端的堵头，以控制驱动介质输入反应管；测量装置，连接另一端的堵头，用于测量反应管内排出的驱动介质量；CT装置，具备对所述夹持器进行扫描的检测空间，用于获取所述反应管内驱动介质经过样品时样品的变化状态图；控制系统，获取测量过程的数据并实时分析测量数据，同时输出相应测量结果。在本技术的一个实施方式中，所述堵头包括空心的介质接头和金属密封管，所述介质接头包括无磁材料一体制成的限制段和输入段，所述限制段的外径小于或等于所述反应管的内径，所述输入段的直径大于所述反应管的外径，所述限制段插入所述反应管内部后被所述输入段挡住，所述金属密封管密封安装在所述反应管与所述输入段的连接处，所述通孔设置在所述输入段上；两个所述限制段之间的间隔距离为放置测量样品的空间。在本技术的一个实施方式中，所述反应管的两端分别设置有外螺纹和安装密封圈的环形凹圈；所述金属密封管朝向所述限制段的一端设置有与所述反应管拧接的内螺纹，另一端为直径小于内螺纹段直径的滑动通道，在所述输入段靠近所述限制段的端部设置有外凸的限位圈，套在所述介质接头上的所述金属密封管被所述限位圈限制不能向限制段方向滑动，同时所述输入段上安装有限制所述金属密封管退出的C形卡。在本技术的一个实施方式中，所述限制段靠近放置样品一端的外圆周上设置有径向密封圈。在本技术的一个实施方式中，在两个所述限制段靠近样品的一端分别依次放置有隔绝样品通过的金属网和滤纸，所述金属网和滤纸的目数至少要小于样品的粒度。在本技术的一个实施方式中，所述反应管、介质接头和调节管由无磁的聚酰亚氨材料制成。在本技术的一个实施方式中，所述测量装置包括电子天平，和盛装排出驱动介质的容器，所述堵头通过管路与所述容器连接。在本技术的一个实施方式中，所述供料装置包括提供气体或液体的储料罐，调节所述储料罐输出压力的调节器，容纳驱动介质的液罐，液罐的输入端与调节器连接，输出端与所述连接器连接，所述调节器根据测量要求压力调节所述供料装置输出的气体或液体进入所述液罐，推动所述液罐内的驱动介质经所述连接器后进入所述反应管，所述连接器上设置有分别连接气源和液源的两个输入接口，一个共用输出接口，同时通过线路向所述控制系统输出当前驱动介质的输入量和压力值。在本技术的一个实施方式中，所述介质接头的输入段远离限位段的一端安装有固定座，所述固定座的底面设置有容纳所述CT装置的放置座的容纳槽，在所述固定座的径向周边设置有可向轴心线方向拧动的调节螺丝，以将所述固定座与所述放置座固定。本技术使夹持器小型化，同时利用无磁材料制作反应管，既可以满足实验时的观察要求，又可以放置在CT装置中进行扫描，从而得到不同压力下样品的运移情况图像，为开采地层下天然气水合物采用何种参数提供了有力的支持，相比现有技术中仅凭理论对开采结果进行推断的方式更加清楚和可靠。附图说明图1是本技术一个实施方式的装置连接示意图；图2是图1中夹持器的具体结构示意图；图3是本技术一个实施方式的样品在实验过程中不同压力时的CT图像示意图；图4是本技术一个实施方式的样品在实验时的流速分析图；图5是本技术一个实施方式的样品在实验时的渗透率分析图；图6是非Darcy渗流曲线示意图；图7是南海北部水合物泥质粉砂储层的渗流曲线示意图。具体实施方式如图1所示，本技术一个实施方式的一种CT技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置一般性地包括夹持器10、供料装置30、连接器40、测量装置50、CT装置60和控制系统20。该夹持器10包括由无磁材料制作的空心透明反应管11，和密封反应管11两端开口的堵头12，在堵头12上设置有连通反应管11内部的通孔。反应管11的透明性方便观察内部样品的放置位置及调节扫描点，采用无磁材料能够使CT装置60的检测射线通过，最终形成清晰的图像。由于本方案的一个目的就是需要观察到样品的运移情况，而这一点不能由低分辨率的CT机实现，而是需要高精度的CT机(如可满足0.5μm精度的分辨率)，目前高精度的CT机都有相应的放置样品的检测空间，该空间对反应管11的体积进行了限制，因此，本方案中反应管11的体积至少需要满足CT装置的检测空间要求。具体的无磁材料可以选用聚酰亚氨。此外，可在反应管11的内部放置调节管来调节样品的容纳空间大小，调节管(图中未示出)为轴心线上设置有通道的管形结构，外径等于或小于反应管11的内径，调节管的内部设置有供驱动介质通过的通道，当需要的样品量小于两个限制段1222之间的空间15时，则可以在空间15的一端或两端放置相应长度的调节管，以缩小空间15的体积。驱动介质流入空间15时，会经过调节管内的通道进入样品。调节管不但可以调节空间15的大小，通过对其通道直径调整还可以控制流量。供料装置30用于盛装测试样品的驱动介质，如盛装气体的气罐31和/或盛装液体的液罐32，在实验时，根据具体实验要求选用相应的气罐31或液罐32。连接器40是一个中转件，具备调整输出压力和输出数字信息的作用，其通过对应的接入接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.CT技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置，其特征在于，包括：夹持器，包括无磁材料制作的空心透明反应管，密封反应管两端开口的堵头，堵头上设置有连通反应管内部的通孔，所述反应管的体积至少能够放置在CT装置的检测空间内；在让所述反应管内部放置有调节样品放置量的无磁材料制作的调节管，调节管的外径等于或小于所述反应管的内径，调节管的内部设置有供驱动介质通过的通道，在调节管与样品接触的端面上设置有分流驱动介质的导流槽；供料装置，用于盛装测试样品的驱动介质；连接器，连接所述供料装置和一端的堵头，以控制驱动介质输入反应管；测量装置，连接另一端的堵头，用于测量反应管内排出的驱动介质量；CT装置，具备对所述夹持器进行扫描的检测空间，用于获取所述反应管内驱动介质经过样品时样品的变化状态图；控制系统，获取测量过程的数据并实时分析测量数据，同时输出相应测量结果。

【技术特征摘要】
1.CT技术测量海域泥质粉砂储层结构变化的装置，其特征在于，包括：夹持器，包括无磁材料制作的空心透明反应管，密封反应管两端开口的堵头，堵头上设置有连通反应管内部的通孔，所述反应管的体积至少能够放置在CT装置的检测空间内；在让所述反应管内部放置有调节样品放置量的无磁材料制作的调节管，调节管的外径等于或小于所述反应管的内径，调节管的内部设置有供驱动介质通过的通道，在调节管与样品接触的端面上设置有分流驱动介质的导流槽；供料装置，用于盛装测试样品的驱动介质；连接器，连接所述供料装置和一端的堵头，以控制驱动介质输入反应管；测量装置，连接另一端的堵头，用于测量反应管内排出的驱动介质量；CT装置，具备对所述夹持器进行扫描的检测空间，用于获取所述反应管内驱动介质经过样品时样品的变化状态图；控制系统，获取测量过程的数据并实时分析测量数据，同时输出相应测量结果。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述堵头包括空心的介质接头和金属密封管，所述介质接头包括无磁材料一体制成的限制段和输入段，所述限制段的外径小于或等于所述反应管的内径，所述输入段的直径大于所述反应管的外径，所述限制段插入所述反应管内部后被所述输入段挡住，所述金属密封管密封安装在所述反应管与所述输入段的连接处，所述通孔设置在所述输入段上；两个所述限制段之间的间隔距离为放置测量样品的空间。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述反应管的两端分别设置有外螺纹和安装密封圈的环形凹圈；所述金属密封管朝向所述限制段的一端设置有与所述反应管拧接的内螺纹，另一端为直径小于内螺纹段直径的...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦绪文，叶建良，邱海峻，陆程，孙晓晓，马超，李占钊，万庭辉，耿澜涛，张熙，张渴为，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：新型
国别省市：广东,44