一种X射线透射装置及X射线透射岩石模型的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种X射线透射装置及X射线透射岩石模型的方法，包括岩心夹持器、包围在所述岩心夹持器外部的弥补装置以及支撑并保持所述岩心夹持器成竖向的承载装置，所述岩心夹持器位于所述弥补装置的中部，所述弥补装置的竖向截面为圆形，所述圆形的圆心能够与CT机的扫描中心重合，所述弥补装置选用材料的X射线透射CT值为所述岩心夹持器选用材料的X射线透射CT值的0.3

【技术实现步骤摘要】
一种X射线透射装置及X射线透射岩石模型的方法


[0001]本专利技术涉及油田开发
，特别是涉及一种X射线透射装置及X射线透射岩石模型的方法。

技术介绍

[0002]X射线透射成像技术在油气田开发实验中已广泛应用，其中，在岩心驱替实验中，可以利用X射线穿透岩石后所形成的图像分析岩心内部流体的流动特点、分布状况等等，进而研究驱油方式、效果评价等。
[0003]在实验室内岩心模型通常有直径2.5cm以上的圆柱状岩心、方形/矩形截面的长方体模型等，由于岩心驱替实验通常要满足高温高压条件(50℃以上，大于1MPa)，因而要实现驱替实验必须在岩石模型外面形成保护空间，即需要外在装置(岩心夹持器)。由于X射线透射效率受物体密度和厚度的影响很大，透射量成指数型递减，所以岩心夹持器的设计也必须满足相关条件。
[0004]通常岩心驱替实验的岩心夹持器由钢制材料制成，以满足耐压要求。因为金属对X射线的阻挡作用，必须改用既能透射X射线又能提供耐压的材料，目前peek、碳纤维等材料能较好的实现替代作用。受结构设计影响，岩心夹持器外形呈不规则形状。例如两端压盖部分较中间管状部分粗。
[0005]在岩心驱替实验中，X射线透射成像装置通常采用医用CT，其空间直径可达50cm以上，满足岩石模型较大的尺寸变化范围。医用CT采用环形转动，边发射边接收X射线的方式对内部物体进行扫描。若为中心对称型的岩心夹持器，则形成的图像质量较好。而非中心对称型的岩心夹持器，图像通常产生线条形干扰(伪影)，这是因X射线通过的组件密度分布不均匀引起的。例如：在考虑重力因素影响的驱替研究中，需要在垂直截面中分析流体分布状态，X射线通过后，伪影严重，获取的图像无法分析，参见图10所示。图10中除对角方向的明显线条外，均匀岩心显示的图像也呈环状结构，显然是错误的。若在岩心横截面扫描，则图像是均匀圆形，岩心图像均匀。
[0006]公开号为US4893504A的美国专利公开了“Method fordetermining capillary pressure and relative permeabilityby imaging”即通过成像确定毛细管压力和相对渗透率的方法，该方案虽然公开了能够通过成像原理对岩石结构的实验方法，但是，并没有给出如何降低伪影的措施和方法。
[0007]为获得均匀的岩心图像，申请公布号为CN 104502374 A的中国专利公开了一种岩心CT扫描射线硬化的校正方法，获取待扫描岩心，将待扫描岩心置于填注筒体中，在填注筒体外包覆一个背景装置，背景装置为球体或者圆柱体，背景装置包括一个腔体，腔体用于盛放填注筒体，腔体的内表面和填注筒体的外表面相匹配，但是，该方案中认为岩心填注筒体与背景装置采用相同的材料才能达到最佳的去伪影效果，然而，实际上并非如此，其去伪影效果不佳。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种X射线透射装置及X射线透射岩石模型的方法，以解决上述现有技术存在的问题，在岩心夹持器的外部包围弥补装置，设置弥补装置选用材料的X射线透射CT值为岩心夹持器选用材料的X射线透射CT值的0.3
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0.4倍，能够使得X射线透射截面的密度分布更为均匀，显著的提高成像效果，从而能够更好的分析岩石模型内部流体的流动特点、分布状况等。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0010]本专利技术提供一种X射线透射装置，包括岩心夹持器、包围在所述岩心夹持器外部的弥补装置以及支撑并保持所述岩心夹持器成竖向的承载装置，所述岩心夹持器位于所述弥补装置的中部，所述弥补装置的竖向截面为圆形，所述圆形的圆心能够与CT机的扫描中心重合，所述弥补装置选用材料的X射线透射CT值为所述岩心夹持器选用材料的X射线透射CT值的0.3
‑
0.4倍。
[0011]优选地，所述弥补装置为封闭环形的圆板形结构，所述圆板形结构的厚度大于或等于所述岩石模型的直径，所述圆板形结构的直径大于或等于所述岩心夹持器的最大截面对角线长度。
[0012]优选地，所述弥补装置与所述岩心夹持器间的间隙小于5mm。
[0013]优选地，所述承载装置包括贯穿所述弥补装置的横杆以及支撑所述横杆的竖杆，所述横杆分布在竖向设置的所述岩心夹持器的两侧且延伸到CT机扫描腔外，所述横杆贯穿所述弥补装置的位置采用与所述弥补装置相同的材料，所述竖杆设置在所述CT机扫描腔外。
[0014]优选地，所述岩心夹持器包括岩心筒以及分别设置在所述岩心筒两端的上端盖和下端盖，所述上端盖中部设置有注入口，所述下端盖中部设置有产出口，所述注入口和所述产出口分别连通所述岩心筒的岩心腔。
[0015]优选地，所述岩心夹持器采用peek材料，所述弥补装置采用环氧树脂材料。
[0016]优选地，所述横杆贯穿所述弥补装置的位置采用环氧树脂材料，所述横杆的两端部采用铝合金材料。
[0017]本专利技术还提供一种X射线透射岩石模型的方法，包括以下步骤:
[0018]将岩石模型装填在岩心夹持器内；
[0019]在所述岩心夹持器外部包围设置弥补装置，所述岩心夹持器位于所述弥补装置的中部，所述弥补装置选用材料的X射线透射CT值为所述岩心夹持器选用材料的X射线透射CT值的0.3
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0.4倍；
[0020]将所述弥补装置连同所述岩心夹持器一起放置在CT机扫描腔内，所述岩心夹持器保持竖直状态，所述弥补装置的中心与所述CT机的扫描中心重合；
[0021]利用CT机进行扫描。
[0022]优选地，所述弥补装置为一整体，采用浇筑方法制成。
[0023]优选地，所述岩石模型为填砂岩心时，所述岩心夹持器采用peek材料，所述弥补装置采用环氧树脂材料；
[0024]所述岩石模型为致密岩石时，在所述环氧树脂内均匀加入碘化钠试剂，此时，所述弥补装置的X射线透射CT值为所述岩心夹持器的X射线透射CT值的0.5
‑
0.7倍。
[0025]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0026](1)本专利技术在岩心夹持器的外部包围弥补装置，设置弥补装置选用材料的X射线透射CT值为岩心夹持器选用材料的X射线透射CT值的0.3
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0.4倍，能够使得X射线透射截面的密度分布更为均匀，显著的提高成像效果，从而能够更好的分析岩石模型内部流体的流动特点、分布状况等；
[0027](2)本专利技术弥补装置为包围在弥补装置外部的封闭环形的圆板形结构，厚度大于或等于岩石模型的直径，直径大于或等于岩心夹持器的最大截面对角线长度，也就是说，岩石模型能够完全放置于弥补装置中，能够形成规则的外部结构，从而进一步提高弥补装置分布的均匀性，避免承载装置以及弥补装置局部密度不均对于成像的影响，保证X射线透射的均匀性；
[0028](3)本专利技术承载装置包括贯穿弥补装置的横杆以及支撑横杆的竖杆，通过横杆和竖杆组成的承载装置对弥补装置进行支撑，并且横杆贯穿弥补装置的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线透射装置，其特征在于：包括岩心夹持器、包围在所述岩心夹持器外部的弥补装置以及支撑并保持所述岩心夹持器成竖向的承载装置，所述岩心夹持器位于所述弥补装置的中部，所述弥补装置的竖向截面为圆形，所述圆形的圆心能够与CT机的扫描中心重合，所述弥补装置选用材料的X射线透射CT值为所述岩心夹持器选用材料的X射线透射CT值的0.3
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0.4倍。2.根据权利要求1所述的X射线透射装置，其特征在于：所述弥补装置为封闭环形的圆板形结构，所述圆板形结构的厚度大于或等于所述岩石模型的直径，所述圆板形结构的直径大于或等于所述岩心夹持器的最大截面对角线长度。3.根据权利要求2所述的X射线透射岩石模型的方法，其特征在于：所述弥补装置与所述岩心夹持器间的间隙小于5mm。4.根据权利要求1
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3任一项所述的X射线透射装置，其特征在于：所述承载装置包括贯穿所述弥补装置的横杆以及支撑所述横杆的竖杆，所述横杆分布在竖向设置的所述岩心夹持器的两侧且延伸到CT机扫描腔外，所述横杆贯穿所述弥补装置的位置采用与所述弥补装置相同的材料，所述竖杆设置在所述CT机扫描腔外。5.根据权利要求4所述的X射线透射装置，其特征在于：所述岩心夹持器包括岩心筒以及分别设置在所述岩心筒两端的上端盖和下端盖，所述上端盖中部设置有注入口，所述下端盖中部设置有产出口，所述注...

【专利技术属性】
技术研发人员：董致伟，马东哲，苗钧逸，王方，
申请(专利权)人：北京拓普莱博油气田开发技术研究院，
类型：发明
国别省市：