恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统及方法技术方案

本申请实施例提供了一种恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统及方法，该系统包括：夹持装置，用于密闭夹持可燃冰样品；循环控温装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定温度；恒压控制装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定压力；核磁共振设备，用于获取所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱；数据处理装置，用于根据所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的孔隙度。本申请实施例可可以在恒压条件下提高测量可燃冰孔隙度的准确性。

【技术实现步骤摘要】
恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统及方法
本申请涉及可燃冰样品开发
，尤其是涉及一种恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统及方法。
技术介绍
可燃冰作为当今世界各国的重要战略能源之一，日益受到人们的关注。一般而言，富集可燃冰的储层出现在海洋或者极地区域。能源作为世界各国竞争的一个核心资源与经济命脉，其重要性不言而喻。如何推进可燃冰开采技术问题解决的进程，是当前我国乃至世界各国能源命脉的挑战。因此，研究可燃冰是世界能源领域的一个极其重要的突破点。在可燃冰的开采过程中，由于温度场的变化，可燃冰会发生分解导致部分地层骨架缺失，流体可流动的孔隙体积增大。因此，控制含可燃冰沉积物样品的压力，能够更加真实地模仿地层条件。可燃冰开采会导致骨架缺失，同时也会增大流体的流动通道。更加准确地研究在控制压力情况下的孔隙尺寸能够对现场安全生产带来更加有用的指导意义。在任何不同的开采阶段，不同的压力会导致不同孔隙度以及孔隙尺寸的出现。在实验室中对可燃冰样品进行模拟或者实验，能够给现场勘探开发开采带来极大的指导意义。现今研究含可燃冰沉积物孔隙尺寸的方法非常多，但是大多都有比较致命的缺陷。对于可燃冰孔隙有氮气吸附法、压汞法等研究方法。然而，氮气吸附法对50nm以上的孔隙不能很好地获取它们的信息。不幸的是，可燃冰中一般具有比较大的孔隙，这对氮气吸附法是一个致命的打击。压汞法是通过将汞压入可燃冰的孔隙，画出汞压与汞入量的曲线来获得孔隙信息。正常来说，现实中的可燃冰都是比较松散的结构，这个特性彻底导致了压汞法不能在可燃冰上应用。并且，压实后的可燃冰样品在进行压汞法测量之后，可燃冰样品将被污染，不能够再次使用。相较于普通岩石样品，可燃冰样品的制作成本很高。如果仅仅进行压汞实验，这对可燃冰样品的使用效率没有充分发挥出来。上述几种应用于沉积物孔隙上的方法对于可燃冰还有一个更加巨大的缺陷，当含可燃冰沉积物的温度改变，可燃冰相变分解时，无法有效地获得控制压力条件下孔隙尺寸信息。因此，如何低成本实现可燃冰孔隙度的准确测量是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统及方法，以实现在恒压条件下提高测量可燃冰孔隙度的准确性。为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，包括：夹持装置，用于密闭夹持可燃冰样品；循环控温装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定温度；恒压控制装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定压力；核磁共振设备，用于获取所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱；数据处理装置，用于根据所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的孔隙度。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，所述核磁共振设备的收发天线包括内置于所述夹持装置内的射频线圈。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，所述夹持装置，包括：筒形外壳；设置于所述筒形外壳内的镂空管；所述镂空管与所述筒形外壳之间形成流动空间；所述射频线圈套于所述镂空管上；设置于所述镂空管内的腔体管；所述腔体管与所述镂空管之间形成流动空间；设置于所述腔体管两端的堵头组件；所述堵头组件与所述腔体管配合围成用于夹持可燃冰样品的密闭腔室。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，所述堵头组件包括：设置于所述腔体管两端的内堵头；套于每个内堵头上的内压套；所述腔体管两端具有扩口，所述内压套的内端配合插入对应的扩口内；套于每个内堵头上的外压套；每个外压套的内端向内压紧对应内压套的外端；套于每个外压套上的固定压套；所述固定压套的外壁与所述筒形外壳的内壁螺纹连接；每个固定压套的内端向内压紧对应的外压套；设置于每个外压套内的外堵头；所述外堵头的外端向外伸出所述外压套。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，每个内堵头内开设有第一中心孔，每个内堵头两端开设有与其第一中心孔配合的接口槽；所述外堵头内开设有用于容纳流体管路的第二中心孔，所述第二中心孔的尺寸大于所述第一中心孔的尺寸，所述流体管路用于通过接口槽与对应的第一中心孔相连，从而形成导流通道。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，所述循环控温装置包括：液浴槽，其内容纳有导热液；循环管路，其包括内部充满导热流体的导流管，以及设置于所述导流管上的循环泵和恒速恒压泵；所述导流管与所述流动空间相连通，且所述导流管的一部分置于所述导热液内；控温系统，用于对所述导热液进行加热或冷却，从而通过热传递方式使所述可燃冰样品维持在指定温度。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，所述液浴槽外表面及所述导流管的外表面上设有保温层。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，所述导流管设置于所述导热液内的部分呈螺旋状分布。本申请实施例的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，所述恒压控制装置包括：流体储集器，其内充满流体；所述流体储集器通过流体管路与所述第一中心孔相连通；恒速恒压泵，安装于所述流体管路上，用于利用所述流体对位于所述夹持装置内的可燃冰样品进行恒压控制。另一方面，本申请实施例还提供了一种利用上述可燃冰孔隙度系统在恒压条件下测量可燃冰孔隙度的方法，该方法包括：将可燃冰样品置于夹持装置内；基于循环控温装置将所述可燃冰样品维持在指定温度，并基于恒压控制装置以将所述可燃冰样品维持在指定压力；利用核磁共振设备获取所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱；利用数据处理装置及所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的孔隙度。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例通过调节循环控温装置可以改变可燃冰样品的温度，通过调整恒压控制装置可改变可燃冰样品的压力。可燃冰样品的温度一旦改变，可燃冰样品就会发生相变。在可燃冰样品相变过程中，通过核磁共振设备可测量含可燃冰样品的核磁共振信号(T2谱)。这样就可以获得设定温度及压力下的可燃冰样品的核磁共振信号(T2谱)，而基于T2谱可以表征可燃冰样品的孔径分布，基于孔径分布就可以计算出可燃冰样品的孔隙度。如此，通过改变可燃冰样品的温度和压力，就可以得到不同温度及压力下可燃冰样品的孔隙度。因此，本申请实施例充分考虑了温度和压力影响，从而在恒压条件下提高了测量可燃冰孔隙度的准确性。此外，由于本申请实施例是基于核磁共振测量可燃冰孔隙度的，其测量不需要压裂可燃冰，使得测量过孔隙度后的可燃冰仍可以用于其他实验，从而节约了可燃冰样品。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本申请一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，其特征在于，包括：/n夹持装置，用于密闭夹持可燃冰样品；/n循环控温装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定温度；/n恒压控制装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定压力；/n核磁共振设备，用于获取所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱；/n数据处理装置，用于根据所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的孔隙度。/n

【技术特征摘要】
1.一种恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，其特征在于，包括：
夹持装置，用于密闭夹持可燃冰样品；
循环控温装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定温度；
恒压控制装置，用于将所述可燃冰样品维持在指定压力；
核磁共振设备，用于获取所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱；
数据处理装置，用于根据所述可燃冰样品在指定温度及压力下的T2谱获取所述可燃冰样品的孔隙度。


2.如权利要求1所述的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，其特征在于，所述核磁共振设备的收发天线包括内置于所述夹持装置内的射频线圈。


3.如权利要求2所述的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，其特征在于，所述夹持装置，包括：
筒形外壳；
设置于所述筒形外壳内的镂空管；所述镂空管与所述筒形外壳之间形成流动空间；所述射频线圈套于所述镂空管上；
设置于所述镂空管内的腔体管；所述腔体管与所述镂空管之间形成流动空间；
设置于所述腔体管两端的堵头组件；所述堵头组件与所述腔体管配合围成用于夹持可燃冰样品的密闭腔室。


4.如权利要求3所述的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，其特征在于，所述堵头组件包括：
设置于所述腔体管两端的内堵头；
套于每个内堵头上的内压套；所述腔体管两端具有扩口，所述内压套的内端配合插入对应的扩口内；
套于每个内堵头上的外压套；每个外压套的内端向内压紧对应内压套的外端；
套于每个外压套上的固定压套；所述固定压套的外壁与所述筒形外壳的内壁螺纹连接；每个固定压套的内端向内压紧对应的外压套；
设置于每个外压套内的外堵头；所述外堵头的外端向外伸出所述外压套。


5.如权利要求4所述的恒压条件下测量可燃冰孔隙度的系统，其特征在于，每个内堵头内开设有第一中心孔，每个内堵头两端开设有与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琳琳，程久辉，刘化冰，韩强，罗志磊，
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