可燃冰渗透率的测量装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可燃冰渗透率的测量装置与方法，所述装置包括：样品夹持器；与所述样品夹持器通过第一管线连接的调压模块；能够放置所述样品夹持器的磁感装置，与所述腔体连通的驱替模块，与所述磁感装置相连接的控制器，所述控制器用于根据所述T2谱获取所述可燃冰样品的渗透率。所述方法包括以下步骤：获取所述可燃冰样品在预定压力下的T2谱；根据所述可燃冰样品在预定压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的渗透率。本申请可以实现在控压条件下对可燃冰样品的渗透率进行精确的测量。

【技术实现步骤摘要】
可燃冰渗透率的测量装置与方法
本申请涉及可燃冰开采的
，特别涉及一种可燃冰渗透率的测量装置与方法。
技术介绍
可燃冰分布于深海沉积物或永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的结晶物质，是目前世界各国都在使用的重要能源。在对含可燃冰的地层进行开采时，部分处于地层的可燃冰会发生分解，此时会导致含可燃冰地层的渗透率发生变化。而地层的渗透率的改变往往会改变地层的强度，可能会因此导致地层发生垮塌现象，对进行可燃冰开采工作的工作人员的安全有一定的威胁。因此，在实验室中对含可燃冰样品的渗透率进行研究，能够给现场开采带来极大的指导意义。如今主要是通过注水法或注气法利用达西定律对物品计算得到渗透率，但是注水法或注气法对物品的强度要求高。但是在可燃冰发生分解后，含可燃冰的样品强度较低。上述注水法或注气法测渗透率则不能很好地应用到含可燃冰样品上。即使利用注气法与注水法测量含可燃冰样品的渗透率，得到的结果也并不精确，没有可靠性。
技术实现思路
经过专利技术人研究发现，核磁共振作为一种新兴的分析方法，对待检测的样品强度要求低，其可以用于测量含可燃冰样品的渗透率。并且，检测具有无损性，在检测完成后，可以进一步利用含可燃冰样品。而且由于可燃冰是一种随温度、压力变化而发生相变分解的一种物质，所以在恒定压力下测量含可燃冰沉积物的渗透率非常重要。控制在恒定压力条件下，可以精确获得含可燃冰样品的渗透率。因此专利技术人通过长时间研究设计出在恒压条件下测量可燃冰样品渗透率的方法与装置，可以保证可燃冰处于可控的压力条件下精确地测量可燃冰样品渗透率。本专利技术的一个目的是提供一种可燃冰渗透率的测量方法与装置，其能够测量出可燃冰样品的渗透率。本专利技术的上述目的可采用以下技术方案来实现：一种可燃冰渗透率的测量装置，包括：用于夹持所述可燃冰样品的样品夹持器；所述样品夹持器包括射频组件、容纳组件、外壳；所述容纳组件具有用于放置所述可燃冰样品的腔体；所述外壳与所述容纳组件之间形成用于向所述腔体施加围压的围压空间；所述射频组件位于所述围压空间，所述射频组件用于发射电磁信号；与所述样品夹持器通过第一管线连接的调压模块；所述第一管线内充满第一流体；所述调压模块能够调节所述第一管线内流体的压力至预定压力；所述第一管线与所述围压空间相连通以使所述第一管线内流体流入所述空间、以及所述空间内的流体流入所述第一管线；与所述腔体连通的驱替模块，所述驱替模块能够向所述腔体输入驱替液；所述驱替模块用于利用所述驱替液对位于所述样品夹持器内的可燃冰样品进行恒压驱替；能够放置所述样品夹持器的磁感装置，所述磁感装置与所述射频组件相配合用于获取所述可燃冰样品在所述预定压力下的T2谱；与所述磁感装置相连接的控制器,所述控制器用于根据所述T2谱获取所述可燃冰样品的渗透率。在一个优选的实施方式中，所述射频组件套设于所述容纳组件外；其中，所述射频组件包括：镂空管、射频线圈；所述镂空管为中空的管状结构；所述镂空管的管壁设有多个孔；所述射频线圈穿设于所述多个孔中。在一个优选的实施方式中，所述调压模块包括恒压恒速调节件、调温件、第一流体储集件；所述恒压恒速调节件通过所述第一管线连接于所述调温件与所述第一流体储集件之间；所述调温件处于所述恒速恒压件的下游；所述恒压恒速调节件用于使所述第一管线内流体以预设速度与预设压力流动；所述调温件用于调节所述第一管线内的流体至预定温度；所述第一流体储集件用于使所述第一管线充满流体。在一个优选的实施方式中，所述调温件包括液浴槽，调温器；所述液浴槽内设有调温液；所述调温液包括乙二醇与水混合的配比液；所述调温器用于调节所述调温液的温度至预定温度；所述调温液用于与浸没于所述调温液中的第一管线内流体进行热量交换。在一个优选的实施方式中，所述样品夹持器两端设有沿样品夹持器长度方向的贯通孔；所述贯通孔用于连通所述第一管线与所述围压空间；所述围压空间为环形空间结构；所述腔体沿所述样品夹持器长度方向的两端设有中心孔；所述中心孔与所述驱替模块之间通过第二管线连接；所述第二管线内充满驱替液；所述驱替液为甲烷与水以预定比例混合的流体。在一个优选的实施方式中，所述驱替模块包括恒压泵、压力传感器、调节阀与驱替液储集件；驱替液储集件用于存储驱替液；所述调节阀包括第一调节阀与第二调节阀；所述压力传感器设于所述腔体沿长度方向的两端；所述压力传感器与所述第一调节阀、第二调节阀电性连接；所述恒压泵与第一调节阀通过所述第二管线与所述腔体一端的中心孔连通；所述驱替液储集件与所述第二调节阀通过所述第二管线与所述腔体另一端的中心孔连通。在一个优选的实施方式中，所述控制器根据T2谱算出T2谱的加权平均值以及根据T2谱反演得到可燃冰样品的孔隙度，进而计算得到所述可燃冰样品的渗透率。本申请还提供一种可燃冰渗透率的测量方法，所述可燃冰渗透率的测量方法包括以下步骤：获取所述可燃冰样品在预定压力下的T2谱；根据所述可燃冰样品在预定压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的渗透率。在一个优选的实施方式中，所述根据所述可燃冰样品在预定压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的渗透率的步骤包括以下步骤：根据T2谱算出T2谱的加权平均值以及根据T2谱反演得到可燃冰样品的孔隙度；根据孔隙度与T2谱的加权平均值得到所述可燃冰样品的渗透率。在一个优选的实施方式中，所述根据孔隙度与T2谱的加权平均值得到所述可燃冰样品的渗透率的步骤采用如下公式计算：k＝a·T2m2·φ4；其中，k为渗透率，其单位为mD；a为磁化量常数；φ为孔隙度；T2m为T2谱的加权平均值，其单位为s。本申请的技术方案具有以下有益效果：本申请一个实施方式中提供的可燃冰渗透率的测量装置，其通过设置样品夹持器、磁感装置、调压模块、驱替模块、控制器，所述调压模块通过使第一管线内的压力维持在预定压力，再通过围压空间向腔体施加预定的围压。所述驱替模块对可燃冰进行了恒压驱替，使可燃冰孔隙内的压力维持稳定。本申请实施方式在控压条件下获取了所述可燃冰样品在预定压力下的T2谱。进而所述控制器能根据所述T2谱获取可燃冰样品的渗透率。本申请实施方式提供的可燃冰渗透率的测量装置利用了调压模块与驱替模块保证了控压的条件，进而能够在控压条件下得到较为精确的可燃冰样品渗透率的信息。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可燃冰渗透率的测量装置，其特征在于，包括：/n用于夹持所述可燃冰样品的样品夹持器；所述样品夹持器包括射频组件、容纳组件、外壳；所述容纳组件具有用于放置所述可燃冰样品的腔体；所述外壳与所述容纳组件之间形成用于向所述腔体施加围压的围压空间；所述射频组件位于所述围压空间，所述射频组件用于发射电磁信号；/n与所述样品夹持器通过第一管线连接的调压模块；所述第一管线内充满第一流体；所述调压模块能够调节所述第一管线内流体的压力至预定压力；所述第一管线与所述围压空间相连通以使所述第一管线内流体流入所述空间、以及所述空间内的流体流入所述第一管线；/n与所述腔体连通的驱替模块，所述驱替模块能够向所述腔体输入驱替液；所述驱替模块用于利用所述驱替液对位于所述样品夹持器内的可燃冰样品进行恒压驱替；/n能够放置所述样品夹持器的磁感装置，所述磁感装置与所述射频组件相配合用于获取所述可燃冰样品在所述预定压力下的T2谱；/n与所述磁感装置相连接的控制器,所述控制器用于根据所述T2谱获取所述可燃冰样品的渗透率。/n

【技术特征摘要】
1.一种可燃冰渗透率的测量装置，其特征在于，包括：
用于夹持所述可燃冰样品的样品夹持器；所述样品夹持器包括射频组件、容纳组件、外壳；所述容纳组件具有用于放置所述可燃冰样品的腔体；所述外壳与所述容纳组件之间形成用于向所述腔体施加围压的围压空间；所述射频组件位于所述围压空间，所述射频组件用于发射电磁信号；
与所述样品夹持器通过第一管线连接的调压模块；所述第一管线内充满第一流体；所述调压模块能够调节所述第一管线内流体的压力至预定压力；所述第一管线与所述围压空间相连通以使所述第一管线内流体流入所述空间、以及所述空间内的流体流入所述第一管线；
与所述腔体连通的驱替模块，所述驱替模块能够向所述腔体输入驱替液；所述驱替模块用于利用所述驱替液对位于所述样品夹持器内的可燃冰样品进行恒压驱替；
能够放置所述样品夹持器的磁感装置，所述磁感装置与所述射频组件相配合用于获取所述可燃冰样品在所述预定压力下的T2谱；
与所述磁感装置相连接的控制器,所述控制器用于根据所述T2谱获取所述可燃冰样品的渗透率。


2.如权利要求1所述的可燃冰渗透率的测量装置，其特征在于，所述射频组件套设于所述容纳组件外；其中，所述射频组件包括：镂空管、射频线圈；所述镂空管为中空的管状结构；所述镂空管的管壁设有多个孔；所述射频线圈穿设于所述多个孔中。


3.如权利要求1所述的可燃冰渗透率的测量装置，其特征在于，所述调压模块包括恒压恒速调节件、调温件、第一流体储集件；所述恒压恒速调节件通过所述第一管线连接于所述调温件与所述第一流体储集件之间；所述调温件处于所述恒速恒压件的下游；
所述恒压恒速调节件用于使所述第一管线内流体以预设速度与预设压力流动；
所述调温件用于调节所述第一管线内的流体至预定温度；
所述第一流体储集件用于使所述第一管线充满流体。


4.如权利要求3所述的可燃冰渗透率的测量装置，其特征在于，所述调温件包括液浴槽，调温器；所述液浴槽内设有调温液；所述调温液包括乙二醇与水混合的配比液；
所述调温器用于调节所述调温液的温度至预定温度；
所述调温液用于与浸没于所述调温液中的第一管线内流体进行热量交换。

【专利技术属性】
技术研发人员：王琳琳，程久辉，刘化冰，丁嘉迪，韩强，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11