基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置及方法，包括：岩心夹持器、注入装置及压力控制装置；岩心夹持器包括陶瓷材质的夹持器本体和温控系统，夹持器本体用于设置于核磁系统中，夹持器本体内部设有用于容纳岩心样品的空腔，温控系统连接于夹持器本体，用于监测及控制空腔中的温度；注入装置连接于岩心夹持器的入口，用于向岩心夹持器的空腔中注入流体；压力控制装置连接于岩心夹持器的出口，用于控制空腔中的压力。本发明专利技术可以模拟各种复杂地层条件下的流体/气体通过储层岩石的过程，实时的监测流体/气体通过岩石孔隙的过程，如实的反应多相流体的流动规律和机制，对于油气田提高采收率技术手段的发展具有重要的实际意义。的实际意义。的实际意义。

【技术实现步骤摘要】
基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置及方法


[0001]本专利技术属于油气田勘探开发领域，更具体地，涉及一种基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置及方法。

技术介绍

[0002]模拟油气勘探开发中的地层实验通常需要还原地下高温高压条件，现有驱替实验装置大多采用哈氏合金、氟橡胶和聚醚醚酮(PEEK)材质的岩芯夹持器。金属岩芯夹持器可以实现高温高压实验条件，但金属岩芯夹持器在配套核磁共振仪器时会阻碍岩心样品中的核磁共振(NMR)信号被RF 探针检测，另外磁场梯度的快速切换会在金属中产生涡流电流，最终使得到的核磁图像失真。
[0003]但由于哈氏合金等金属夹持器能够承受较高的温度压力，并且具有抗酸碱流体等优良特性，在对核磁信号和实验方法改进后，仍有大量驱替实验装置采用金属夹持器，如专利技术专利CN201910457379.1“高温高压核磁共振岩心夹持器”中夹持器为钛合金材质，而专利技术专利CN201910656890.4所述权利要求“一种高温高压岩心逆向渗吸在线监测实验装置及实验方法”中与核磁共振配套使用的岩芯夹持器为哈氏合金材质；此外“无磁岩芯夹持器”在近些年逐步发展，具有取代核磁探头下金属岩芯夹持器的趋势，如专利技术专利CN201710761207.4和专利技术专利CN201811616981.7中所述核磁共振驱替实验装置所配备的岩芯夹持器为“无磁岩芯夹持器”。而在专利技术专利CN201010205347.1和专利技术专利CN201710270757.6中明确夹持器为含氟橡胶或聚四氟乙烯材质，但含氟橡胶不能长期暴露在酸性流体下，抗酸碱性差，聚四氟乙烯材料具有较好的耐高温耐酸碱性，但耐压性较差，一般厚度的聚四氟乙烯不宜在超过5MPa条件下使用，不能满足对地下环境的模拟。
[0004]目前比较理想的、主流的驱替实验装置一般采用聚醚醚酮(PEEK)材质的岩芯夹持器，如专利技术专利CN201510186120.X中所述权利要求“一种高温高压岩石物性及渗流机理核磁共振在线测试装置”中岩芯夹持器筒体为 PEEK材质。虽然该专利中所述PEEK材料可以在压力30MPa，温度100℃的条件下工作，但PEEK材料制作的岩芯夹持器一般工作温度为60℃以下，工作压力在20MPa以下。采用此类岩心夹持器的实验装置的工作条件仍不能满足对大部分油气田，尤其西部深层油气田的地层温度和压力的模拟。
[0005]因此，期待研发一种基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置及方法，能够模拟各类油气藏温度和压力条件，并且能够实现对岩芯柱内流体的的流动规律和机制进行动态监测。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种核磁共振驱替实验装置及方法，能够模拟各类油气藏温度和压力条件，并能够在各种储层温度和压力条件下进行驱替实验装，实现对岩芯柱内流体的在线监测。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置，
包括：岩心夹持器、注入装置及压力控制装置；
[0008]所述岩心夹持器包括陶瓷材质的夹持器本体和温控系统，所述夹持器本体用于设置于核磁系统中，所述夹持器本体内部设有用于容纳岩心样品的空腔，所述温控系统连接于所述夹持器本体，用于监测及控制所述空腔中的温度；
[0009]所述注入装置连接于所述岩心夹持器的入口，用于向所述岩心夹持器的空腔中注入流体；
[0010]所述压力控制装置连接于所述岩心夹持器的出口，用于控制所述空腔中的压力。
[0011]可选地，所述夹持器本体内部的空腔两端分别设置有双层膜片过滤装置。
[0012]可选地，所述温控系统包括加热电阻丝、温度传感器及温控计，所述加热电阻丝和所述温度传感器内置于所述夹持器本体的内壁中，所述加热电阻丝和所述温度传感器与所述温控计电连接，所述温控计根据所述温度传感器检测的温度控制所述加热电阻丝的操作。
[0013]可选地，所述核磁系统包括核磁探头，所述核磁探头连接于主机，所述核磁探头带有C型口，所述岩芯夹持器设置于所述C型口中。
[0014]可选地，所述注入装置包括溶液瓶和注入泵，所述溶液瓶通过所述注入泵连接于所述岩心夹持器的入口；
[0015]所述注入泵为恒速恒压泵，所述溶液瓶为多个，且容量不同。
[0016]可选地，所述压力控制装置包括回压阀、压力表和手摇泵，所述回压阀的进液口连接于所述岩心夹持器的出口，所述回压阀的进气口连接于所述手摇泵，所述压力表设置于所述回压阀与所述手摇泵之间；
[0017]所述回压阀与所述手摇泵之间还设有阀门，所述阀门位于所述压力表的靠近所述回压阀的一侧。
[0018]可选地，还包括取样装置，所述取样装置包括三通阀和微流量控制阀，所述三通阀的两个端口连接于所述岩心夹持器的出口管线上，所述微流量控制阀设置于所述三通阀的第三个端口上。
[0019]可选地，所述注入装置与所述岩心夹持器之间、所述岩心夹持器与所述压力控制装置之间均设有阀门。
[0020]本专利技术还提供一种核磁共振驱替实验方法，利用上述的核磁共振驱替实验装置，所述方法包括如下步骤：
[0021]1)配置实验所需的溶液；
[0022]2)将岩心样品放置于所述岩心夹持器的空腔中；
[0023]3)将所述压力控制装置的压力设置为实验所需的压力；
[0024]4)开启所述核磁系统，以实时监测流体通过岩石孔隙的过程；
[0025]5)开启所述注入装置，待注入装置的注入压力达到实验所需的压力时，依次打开所述岩心夹持器的入口及出口，利用所述注入装置将所述溶液注入所述岩心夹持器中，并间隔固定时段获取一次核磁共振信号，所述核磁共振信号显示所述流体通过所述岩心样品的情况；
[0026]6)待装置中压力达到稳定，且有流体以恒定速率流出后，利用所述温控系统将所述岩心夹持器内部加热至实验温度并保持恒定，并间隔固定时段获取一次核磁共振信号，
所述核磁共振信号显示所述流体通过所述岩心样品的情况。
[0027]可选地，所述核磁共振驱替实验装置还包括取样装置，所述取样装置包括三通阀和微流量控制阀，所述三通阀的两个端口连接于所述岩心夹持器的出口管线上，所述微流量控制阀设置于所述三通阀的第三个端口上；
[0028]所述步骤6)还包括定期通过所述微流量控制阀接收流体样品用于后期分析测试。
[0029]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置能够满足目前已发现各类油气藏温度和压力条件，使驱替实验能够在储层温度和压力条件下进行，并且对核磁信号几乎无噪音影响，可以实现对岩心柱内流体的在线监测，且具有十分优良的保温隔热性能，内置的温控系统可以保证实验温度的稳定，解决了核磁共振信号对实验装置材料的要求和材料不能满足对高温压地层条件模拟的矛盾，反应真实条件下水/ 气/化学驱提高采收率的驱替机理，为水/气/化学驱提高采收率技术提供实验依据和理论基础。
[0030]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置，其特征在于，包括：岩心夹持器、注入装置及压力控制装置；所述岩心夹持器包括陶瓷材质的夹持器本体和温控系统，所述夹持器本体用于设置于核磁系统中，所述夹持器本体内部设有用于容纳岩心样品的空腔，所述温控系统连接于所述夹持器本体，用于监测及控制所述空腔中的温度；所述注入装置连接于所述岩心夹持器的入口，用于向所述岩心夹持器的空腔中注入流体；所述压力控制装置连接于所述岩心夹持器的出口，用于控制所述空腔中的压力。2.根据权利要求1所述的基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置，其特征在于，夹持器本体的材质为氧化锆陶瓷，所述夹持器本体内部的空腔两端分别设置有双层膜片过滤装置。3.根据权利要求1所述的基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置，其特征在于，所述温控系统包括加热电阻丝、温度传感器及温控计，所述加热电阻丝和所述温度传感器内置于所述夹持器本体的内壁中，所述加热电阻丝和所述温度传感器与所述温控计电连接，所述温控计根据所述温度传感器检测的温度控制所述加热电阻丝的操作。4.根据权利要求1所述的基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置，其特征在于，所述核磁系统包括核磁探头，所述核磁探头连接于主机，所述核磁探头带有C型口，所述岩芯夹持器设置于所述C型口中。5.根据权利要求1所述的基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置，其特征在于，所述注入装置包括溶液瓶和注入泵，所述溶液瓶通过所述注入泵连接于所述岩心夹持器的入口；所述注入泵为恒速恒压泵，所述溶液瓶为多个，且容量不同。6.根据权利要求1所述的基于陶瓷夹持器的核磁共振驱替实验装置，其特征在于，所述压力控制装置包括回压阀、压力表和手摇泵，所述回压阀的进液口连接于所述岩心夹持器的出口，所述回压阀的进气口连接于所述手摇泵，所述压力表设置于所述回压阀与所述手摇泵之间；所述回压阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：周冰，伦增珉，郎东江，高冉，胡春余，高志卫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：