一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器及使用方法，包括长方体箱体，所述长方体箱体的左右两侧分别设置有伸入到其内部的第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞均呈T字型并通过螺栓与所述长方体箱体密封连接；所述第一活塞上从上至下依次设置有3个流入通道，所述第二活塞上设置有1个流出通道；第一活塞伸入到长方体箱体内部的一端连接有带筛孔的长方体垫块，该带筛孔的长方体垫块和第二活塞伸入到长方体箱体内部的一端之间连接有长方体岩心样品。本发明专利技术可以复现非均质储层地下流体微观渗流特征，揭示非均质储层微观渗流机理，能够真实的反演符合非均质储层渗流机理，为研究实际非均质储层的微观渗流机理奠定基础。奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器及使用方法


[0001]本专利技术涉及石油天然气工程及二氧化碳地质利用封存的岩心驱替实验的
，尤其涉及一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器，同时还涉及一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器的使用方法。

技术介绍

[0002]可视化技术与岩心流动实验相结合是研究油气渗流及二氧化碳封存地下流体微观渗流特征，揭示不同开放方式和二氧化碳微观渗流机理的重要技术手段。随着复杂流体(化学剂、非纯二氧化碳等)，利用可视化模拟实验弄清楚其渗流机理，对于实现油气藏高效开发和二氧化碳高效封存具有重要的意义。传统流动实验中，不可视的岩心就如同一个黑箱，流体在“黑箱”内流动的状态以及分布状况无法得知，只能通过检测进、出口压力、流量和岩心的电阻率等宏观参数来实现岩心内流体状态的间接表征，获得的地下流体微观渗流机理比较含糊。因此，可视化驱替实验技术对于研究地下流体微观渗流机理具有重要的意义。
[0003]目前，岩心内部流体分布的可视化方法主要有平面微观驱替模型、计算机层析扫描技术(CT)以及核磁共振技术(NMR)等。这些技术主要优缺点如下：
[0004](1)对于平面微观驱替模型，中国科学院理化技术研究所于2011年5月6日申请号为201110116572.2的专利“真实岩心可视化微观模型及其制作方法”(公布号为CN102768812A)中指出：平面微观驱替模型又分为夹砂透明模型和微观仿真透明模型，该方法通过该方法采用在玻璃上刻蚀各种毛细管网络或者孔隙网络，通过采集数据和图像分析流体的微观渗流特征。这种方法虽然具有一定的可视性，但是难以模拟真实岩心的矿物成分和复杂的孔隙结构；同时限于目前的刻蚀技术，模隙吼道和表面性质与实际地层岩心差别较大。
[0005](2)CT技术是一种分辨率较高的成像技术，其无损的特点使其能够得到岩心内部真实状态的孔隙结构，目前已经成为研究岩心可视化的一种重要方法，在构建数字岩心、获取岩心骨架信息方面发挥了重要作用(Simjoo M.,Dong Y.,Andrian V.,et al.A CT scan study of immiscible foam flow in porous media for EOR[R].SPE 155633,2012.)。对于CT成像技术来说，分辨率和观察视野是一对矛盾，要达到纳米级的分辨率，其测试区域就大约在微米级别的范围，对岩心来说这个测试范围偏小；另外，CT的效果还取决于操作者对录取资料缺陷的认识与分析能力，以及对基于灰度阈值的体积分割是否合适(Cnudde V.,Boone M.High
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resolution X
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ray computed tomo
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graphy in geosciences:are view of the current technology and application[J].Earth Science Reviews,2013,23(4):1
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17.)。
[0006](3)对于核磁共振成像技术(MRI)也是一种无损可视化方法，与CT相比，在医学领域同样具有重要的作用。近年来，核磁共振及成像技术在国内的石油领域得到了一些突破性的发展，多孔介质中的核磁共振成像已经有了一定的突破，可以利用低场核磁共振搭载
驱替装置进行一些可视化图像分析，岩心尺度与CT扫描相比也有很大的提高，可以使用在直径25mm*50mm圆柱体岩心的可视化驱替监测(狄勤丰,华帅,顾春元,等.岩心微流动的核磁共振可视化研究[J].实验流体力学,2016(3):98
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103.)。因此，基于核磁共振的驱替系统，能够在线、直观评价流体在岩心驱替过程中的变化情况，揭示地下流体微观渗流的本质机理。
[0007]目前与低场核磁共振搭配使用的是环压封闭式夹持器，对于非均质较强的储层，无法模拟其真实温压状态下的微观渗流机理(如无法模拟非均质储层的底水锥进、非均质储层二氧化碳的突破以及非均质油藏的调剖过程等)。因此，为了复现非均质储层地下流体微观渗流特征，揭示非均质储层微观渗流机理，需要研发适用于低场核磁共振的平板岩心夹持器，能够真实的反演符合非均质储层渗流机理，为研究实际非均质储层的微观渗流机理奠定基础。

技术实现思路

[0008]基于上述现有技术存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是在于提供一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器，结构简单，使用方便，能够完全密封平板岩心，测定不同渗透率级差非均质储层的流体突破时间，可视化图像分析表征流体流动过程等关键物理参数，可以用于非均质储层二氧化碳驱油(驱水)实验、水驱油实验及调剖实验等。
[0009]相应的，本专利技术还提供了一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器的使用方法，方法易行，操作简便，能够真实的反演符合非均质储层渗流机理，为研究实际非均质储层的微观渗流机理奠定基础。
[0010]为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术措施：
[0011]一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器，包括长方体箱体，所述长方体箱体的左右两侧分别设置有伸入到其内部的第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞均呈T字型并通过螺栓与所述长方体箱体密封连接；所述第一活塞上从上至下依次设置有3个流入通道，所述第二活塞上设置有1个流出通道；第一活塞伸入到长方体箱体内部的一端连接有带筛孔的长方体垫块，该带筛孔的长方体垫块和第二活塞伸入到长方体箱体内部的一端之间连接有长方体岩心样品；所述长方体箱体的前后两侧分别设置有用于放置射频线圈的第一长方体腔室和第二长方体腔室；所述长方体岩心样品的未与所述长方体垫块和第二活塞接触的表面包裹有聚四氟乙烯胶套，所述聚四氟乙烯胶套与长方体箱体的内壁之间形成围压空间，在所述围压空间内注入用于控制围压和温度的氟油；实验时注入的流体通过第一活塞上的3个流入通道流入带筛孔的长方体垫块，然后通过长方体垫块流入到长方体岩心样品，最后通过第二活塞上的流出通道流出。
[0012]优选的，所述聚四氟乙烯胶套的长度满足同时完全包裹长方体岩心样品和带筛孔的长方体垫块和至少包裹靠近所述长方体岩心样品的第一活塞和第二活塞的2cm的长度，以实现整个长方体岩心样品的密封。
[0013]进一步的，所述围压空间内设置有温度和压力传感器。
[0014]进一步的，所述长方体箱体、第一活塞、长方体垫块、第二活塞、聚四氟乙烯胶套采用无磁材料制成。
[0015]优选的，所述第一活塞和第二活塞上设有用于连接长方体箱体的圆形孔。
[0016]本专利技术的关键部件包括长方体箱体、连接活塞和箱体左侧的第一圆形孔、连接活塞和箱体左侧的第二圆形孔、第一活塞、第一流入通道、第二流入通道、第三流入通道、氟油入口，氟油出口、第二活塞，连接活塞和箱体右侧的第一圆形孔、连接活塞和箱体右侧的第二圆形孔、流出通道、长方体岩心样品(长方体岩板)、围压空间(空间内设置温度和压力传感器)、聚四氟乙烯胶套、带筛孔的长方体垫块、第一长方体腔室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器，其特征在于，包括长方体箱体，所述长方体箱体的左右两侧分别设置有伸入到其内部的第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞均呈T字型并通过螺栓与所述长方体箱体密封连接；所述第一活塞上从上至下依次设置有3个流入通道，所述第二活塞上设置有1个流出通道；第一活塞伸入到长方体箱体内部的一端连接有带筛孔的长方体垫块，该带筛孔的长方体垫块和第二活塞伸入到长方体箱体内部的一端之间连接有长方体岩心样品；所述长方体箱体的前后两侧分别设置有用于放置射频线圈的第一长方体腔室和第二长方体腔室；所述长方体岩心样品的未与所述长方体垫块和第二活塞接触的表面包裹有聚四氟乙烯胶套，所述聚四氟乙烯胶套与长方体箱体的内壁之间形成围压空间，在所述围压空间内注入用于控制围压和温度的氟油；实验时注入的流体通过第一活塞上的3个流入通道流入带筛孔的长方体垫块，然后通过长方体垫块流入到长方体岩心样品，最后通过第二活塞上的流出通道流出。2.根据权利要求1所述的低场核磁共振兼容的平板岩心夹持器，其特征在于，所述聚四氟乙烯胶套的长度满足同时完全包裹长方体岩心样品和带筛孔的长方体垫块和至少包裹靠近所述长方体岩心样品的第一活塞和第二活塞的2cm的长度，以实现整个长方体岩心样品的密封。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭永胜，李琦，徐亮，徐丽风，余涛，陈博文，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：