一种工程岩心孔隙度测试用标准样品及测量方法技术

本发明专利技术属于核磁测试技术领域，具体涉及一种工程岩心孔隙度测试用标准样品及测量方法。所述标准样品包括标样瓶，以及密封装填在标样瓶中的石英砂和矿化水；其中，所述矿化水的矿化度为2

【技术实现步骤摘要】
一种工程岩心孔隙度测试用标准样品及测量方法


[0001]本专利技术属于核磁测试
，具体涉及一种工程岩心孔隙度测试用标准样品及测量方法。

技术介绍

[0002]在石油、天然气勘探开发过程中，掌握油气层的孔隙度和渗透度是认识油气层储存情况，划分主力层、有效厚度与隔层的物性界限，估算储量，分析油气田生产情况的基础；如何准确、快速地测量岩心的孔隙度也是从事常规岩心分析仪器研究的工作者长期研究的课题。
[0003]核磁共振(NMR)岩心分析是一项重要的岩石物理实验技术，它通过测量岩石中的氢流体来获得岩石的孔隙度。在沉积岩中，该技术能够提供与岩性无关的孔隙度，并且利用T2分布可以研究孔隙结构。使用岩心核磁共振分析仪进行岩心孔隙度测量，测量结果是否准确对岩石物理学研究非常重要。
[0004]工程岩心取芯系统获取的用于现场测试的岩心样品，其长度一般为120mm以内，直径在100mm以内。但是，常规小型低场核磁共振分析仪器探头线圈均匀区在80mm以内，无法对样品进行有效的定量分析；另外，工程岩心样品孔隙小，传统磁共振测试死时间较大，短弛豫信号丢失严重，严重影响了孔隙度定量的准确性。这是因为，常规岩心孔隙度测试采样的CPMG(Car
‑
Purcell
‑
Meiboom
‑
Gill)序列，基本流程是首先施加90
°
射频脉冲翻转磁共振磁化矢量，然后磁化矢量散相，然后施加180
°
重聚焦脉冲，从而产生自旋回波，其中最短回波间隔会由于仪器死时间的限制而无法更小，如低于0.06ms，对于低孔隙度的工程岩心样品，其核磁共振弛豫时间在0.001ms
‑
10000ms之间都有分布，过大的最短回波间隔会导致测试结果偏低(部分短弛豫的核磁信号没有采集到)，同时极短弛豫部分的核磁信号的衰减形态不遵循常规的指数衰减，自旋回波法也无法探测到足够有用的核磁信号。还有就是，现有技术中岩心孔隙度测试方法中一般采用硫酸铜溶液作为标样，其存在以下两个问题：(1)弛豫性质不同：纯流体只受表面弛豫影响，而在多孔介质中的弛豫由表面弛豫、体弛豫与扩散弛豫三部分组成；(2)弛豫时间不同：纯流体标样只有一种弛豫时间，而多孔介质随着样品含水量变化，弛豫时间有不同。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的岩心孔隙度的测试方法不能准确测试大尺寸、低孔隙工程岩心样品孔隙度，标准样品选取不合适等缺陷，从而提供一种工程岩心孔隙度测试用标准样品及测量方法。
[0006]为此，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种工程岩心孔隙度测试用标准样品，包括标样瓶，以及密封装填在标样瓶中的石英砂和矿化水；
[0008]其中，所述矿化水的矿化度为2
‑
4g/L。
[0009]可选的，所述矿化水的装填量由所述标准样品的预设孔隙度确定。
[0010]可选的，所述矿化水的装填量与孔隙度的关系为：
[0011]Φ＝100％
×
Mw/ρ/V，
[0012]其中，Mw代表标样中矿化水的质量，g；ρ代表水的密度，g/cm3；V代表标准样品的体积，mL。
[0013]可选的，所述矿化水中钙离子，镁离子，铝离子，锰离子的浓度均为0.5
‑
1g/L。
[0014]可选的，所述石英砂的粒度1
‑
400目，优选的，所述石英砂的粒度为100
‑
200目。
[0015]本专利技术还提供一种工程岩心孔隙度测量方法，包括以下步骤：
[0016]制备标准样品：将石英砂烘干，准备若干标样瓶，将预设量的石英砂和矿化水装入标样瓶，用封口膜覆盖标样瓶口，密封，得不同含水量的标准样品；
[0017]标准样品测试：采用探头均匀区为150
‑
200mm，死时间为20
‑
200μs的探头和NNSE核磁共振采样序列对所得不同含水量的标准样品进行核磁共振分析，获取标准样品核磁信号；
[0018]其中，所述NNSE核磁共振采样序列为：施加3个90
°
射频脉冲，通过相位循环消除震荡影响，之后施加90
°
射频脉冲，采集回波信号；
[0019]制作标准曲线：将核磁信号进行高斯拟合分析，建立核磁信号与标准样品含水量的标准曲线；
[0020]待测样品测试：按照所述标准样品测试的步骤对待测样品进行测试，获取待测样品核磁信号；
[0021]数据处理：将所得待测样品核磁信号带入标准曲线，得到样品中的含水量，通过转化计算得到待测样品的孔隙度。
[0022]可选的，所述标准样品为本专利技术上述部分提供的工程岩心孔隙度测试用标准样品。
[0023]可选的，所述制作标准曲线的步骤中，高斯拟合公式为S＝A*exp(
‑
X/T2)2+C，其中，S代表拟合后的核磁信号；A代表核磁信号幅值；T2代表弛豫时间，ms；X是采样时间，ms；C为基线，即0时刻的核磁信号幅值。
[0024]可选的，所述制作标准曲线步骤中：建立标样拟合后的核磁信号S和Mw之间的最小二乘线性回归分析模型，
[0025]用于建立模型的水质量为：Mw1、Mw2、Mw3、......Mwn；
[0026]用于建立模型的拟合后的核磁信号为：S1、S2、S3、......Sn；
[0027]建立的回归分析模型为：
[0028]Y＝K*Mw+B；
[0029]其中，Y代表拟合后的核磁信号，K为斜率，B为标线截距，Mw代表水质量(g)。
[0030]可选的，所述标准样品的个数≥5；
[0031]可选的，所述标准样品的个数为5
‑
9个。
[0032]作为优选的，本专利技术提供工程岩心孔隙度测量方法的具体步骤可以为：
[0033]第一步：设计核磁共振分析探头
[0034]具体是：选择低灵敏度、短死时间、长均匀区探头线圈，其中，探头均匀区为150mm
‑
200mm，死时间为20us
‑
200us；
[0035]第二步：设计用于孔隙度测试的NNSE核磁共振序列，具体序列图如图1所示；
[0036]其中，分别是90
°
核磁射频脉冲的相位，其根据需要在90、180、270之间进行切换(脉冲相位的切换是根据脉冲施加时间来进行的，相位循环的主要目的是为了让有效信号累加，接收机的噪声正负相互抵消)，Tau为回波产生的回波间隔，其取值在0.01ms
‑
1000ms之间，每次测试时根据测试需要得到N个回波，N的取值区间为：2
‑
10000；
[0037]第三步：制备工程岩心标准样品
[0038]工程岩心孔隙度标样组成为：1、标样瓶，石英玻璃瓶子(褐色)；2、石英砂，组分为二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程岩心孔隙度测试用标准样品，其特征在于，包括标样瓶，以及密封装填在标样瓶中的石英砂和矿化水；其中，所述矿化水的矿化度为2
‑
4g/L。2.根据权利要求1所述的工程岩心孔隙度测试用标准样品，其特征在于，所述矿化水的装填量由所述标准样品的预设孔隙度确定。3.根据权利要求2所述的工程岩心孔隙度测试用标准样品，其特征在于，所述矿化水的装填量与孔隙度的关系为：Φ＝100％
×
Mw/ρ/V，其中，Mw代表标样中矿化水的质量，g；ρ代表水的密度，g/cm3；V代表标准样品的体积，mL。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的工程岩心孔隙度测试用标准样品，其特征在于，所述矿化水中钙离子，镁离子，铝离子，锰离子的浓度均为0.5
‑
1g/L。5.根据权利要求1所述的工程岩心孔隙度测试用标准样品，其特征在于，所述石英砂的粒度1
‑
400目。6.一种工程岩心孔隙度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：制备标准样品：将石英砂烘干，准备若干标样瓶，将预设量的石英砂和矿化水装入标样瓶，用封口膜覆盖标样瓶口，密封，得不同含水量的标准样品；标准样品测试：采用探头均匀区为150
‑
200mm，死时间为20
‑
200μs的探头和NNSE核磁共振采样序列对所得不同含水量的标准样品进行核磁共振分析，获取标准样品核磁信号；其中，所述NNSE核磁共振采样序列为：施加3个90
°
射频脉冲，通过相...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培强，熊川洪，
申请(专利权)人：上海纽迈电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：