[发明专利]一种利用磁共振成像技术检测气液扩散过程的装置及其方法

权利要求书

1.一种利用磁共振成像技术检测气液扩散过程的装置，它主要包括一个磁共振成像系统，其特征在于：它还包括一个双室压力衰减系统，所述磁共振成像系统在磁共振成像仪（1）中设有一个岩心夹持器（20），由往复式加压泵（11）、液体容器（10）和岩心夹持器（20）的外腔采用管道连接构成循环回路，一个围压泵（12）采用管道与液体容器（10）连接；在岩心夹持器（20）的入口连接所述双室压力衰减系统，出口经一个背压调节器（15）连接一个电子天秤和收集器（16）；所述双室压力衰减系统包含一个液体注入系统和一个气体注入系统；所述液体注入系统采用第一注入泵（5a）经空气恒温箱（9）中的中间容器与岩心夹持器（20）的入口连接，在第一注入泵（5a）与中间容器之间连接一个蓄水罐（14）；所述气体注入系统采用第二注入泵（5b）经磁悬浮天平（2）与岩心夹持器（20）的入口连接，在第二注入泵（5b）与磁悬浮天平（2）之间连接一个气瓶（4）和一个标准称重钛罐（3）；所述磁共振成像仪（1）与数据采集和处理系统（17）采用电连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用磁共振成像技术检测气液扩散过程的装置，其特征在于：所述液体容器（10）中设有电加热装置和温控装置。

3.根据权利要求1所述的一种利用磁共振成像技术检测气液扩散过程的装置，其特征在于：所述中间容器采用第一中间容器（6a）、第二中间容器（6b）和第三中间容器（6c）并联连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用磁共振成像技术检测气液扩散过程的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将岩心装载入夹持器（20），采用气测孔隙度法测岩心孔隙度；

（2）向钛罐3中注入一定量的氮气，并称重，依次打开第十针阀（7j）、第十一针阀（7k）、第十二针阀（7l）、第十三针阀（7m），关闭其他阀，使得钛罐中的氮气进入磁悬浮天平空腔和相关管线中，用系统中总的氮气质量除以密度得到系统空腔体积；

（3）将系统中的管线用加热带缠好，采用电加热的方法预加热并控温，向液体容器（10）注入氟油，对夹持器预加热2小时,并在检测开始后实时控温；

（4）利用空气恒温箱（9）对装有注入液体的第一中间容器（6a）、第二中间容器（6b）、第三中间容器（6c）进行控温，并提前注入岩心进行饱和，利用注入氟油的液体容器（10）对夹持器进行循环控温；

（5）注入工作气体，开始检测，利用压力变送器记录压力与时间关系，利用磁共振成像技术得到不同时刻多孔介质不同位置所赋存的流体的质子密度、纵向弛豫时间、横向弛豫时间、表观扩散系数及扩散张量分布图像，同时利用磁悬浮天平实时记录气体密度的变化；

（6）检测数据处理，对压力衰减曲线进行分析处理，建立气体在多孔介质内所赋存的液体中扩散模型计算径向或轴向以及一维或二维的扩散系数，计算得到整体平均扩散系数，通过对MRI获取的质子密度图像进行标定，得到沿扩散方向溶液密度梯度分布，根据磁悬浮天平记录的气体密度变化，并结合空腔体积推算气体溶解量，得到气体溶解量与扩散系数的关系。