[发明专利]一种模拟高温高压条件的核磁共振系统及方法

说明书

本发明提供了一种模拟高温高压条件的核磁共振系统和方法，该系统包括甲烷气瓶、氦气瓶、真空泵、加压系统、储油仓、高温高压核磁夹持器、低场核磁仪器、控制采集系统和排气系统；该系统通过将待测岩样置于夹持器内，加热储油仓内的氟油配合加压系统对夹持器施加围压和高温模拟高温高压环境，利用甲烷气瓶配合加压系统向夹持器施加气压模拟地层内的气体环境，采用低场核磁仪器测量岩样的谱信息并储存于控制采集系统中。本发明方法包括制备标准柱塞岩样及预处理、仪器定标、装置岩样、施加围压、气密性检测及抽真空处理、原样测量、驱替实验和变气体压力驱替实验。本发明能够模拟真实地层的高温高压环境及气体驱替，提高了核磁结果的可信度。

技术领域

本发明涉及石油勘探开发领域，具体涉及一种模拟高温高压条件的核磁共振系统及方法。

背景技术

通过从地层中获取岩心进行岩心物性分析实验，测量岩心的孔隙度、渗透率等参数已成为石油勘探等领域中必不可少的研究手段。不同于压汞实验等技术会对岩心产生破坏，低场核磁共振技术因其对岩心的无害性、快速高效的特性受到了广大研究学者的青睐。核磁共振技术是一种利用原子核在磁场中的能量变化获得原子核信息的现代技术，是唯一能直接区分岩石中束缚和可动流体(水和油)并测定其所占孔隙体积的地球物理方法，信号几乎与岩石骨架无关，在石油勘探和开发中的应用日益增长并发挥着重要作用。

经过大量调研发现，现有的核磁共振仪器多适用于压力低于30MPa、温度低于100℃的条件下，但随着钻采技术的发展，井深逐渐增加，井下甲烷压力及围压逐渐增大，导致传统的核磁共振仪器无法应用于相应的地层压力和温度条件，因此，亟需提出一种模拟高温高压条件的核磁共振系统及方法，通过模拟地层的高温高压环境，进一步研究高温高压环境下核磁共振仪器的工作状态。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种模拟高温高压条件的核磁共振系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟高温高压条件的核磁共振系统，包括甲烷气瓶1、氦气瓶2、真空泵4、加压系统5、储油仓6、高温高压核磁夹持器8、低场核磁仪器9、控制采集系统10和排气系统11；

所述低场核磁仪器9与控制采集系统10相连接，低场核磁仪器9内设置有空腔和永磁体；

所述高温高压核磁夹持器8置于低场核磁仪器9空腔内，高温高压核磁夹持器8一端通过排气管道与排气系统11相连接，另一端设置有进气管道和增压管道，高温高压核磁夹持器8通过进气管道分别与甲烷气瓶1、氦气瓶2、真空泵4和加压系统5的空气压缩机5.1相连接，通过增压管道依次与储油仓6和加压系统5的手动加压泵5.2相连接，排气管道上设置有回压阀12，近甲烷气瓶1、氦气瓶2、真空泵4和空气压缩机5.1一端的进气管道上分别设置有阀门，近高温高压核磁夹持器8一端的进气管道上设置有压力传感器7.1，近高温高压核磁夹持器8一端的增压管道上依次设置有阀门3.5和压力传感器7.2。

优选地，所述高温高压核磁夹持器8包括堵套8.3、外筒体8.6、内筒体8.7和线圈支架8.12；

所述外筒体8.6上设置有一对用于连接低场核磁仪器9的连接接头8.5，外筒体8.6、内筒体8.7以及两侧堵套8.3围成的腔体，腔体两端分别设置有围压入口接头8.4和围压出口接头8.9，围压入口接头8.4通过增压管道与储油仓6相连接，围压出口接头8.9通过管道与废液仓相连接；

所述内筒体8.7内设置有充填块8.11，充填块8.11一端由岩心顶塞8.2封堵，另一端由轴压顶塞8.14封堵，充填块8.11内放置有待测样品8.13，待测样品8.13一端通过进气管8.16与进气管道相连接，另一端通过出气管8.17与排气管道相连接；

所述岩心顶塞8.2通过固定压帽8.10与岩心调节压帽8.1相连接，所述轴压顶塞8.14通过固定压帽8.10与轴压堵塞8.15相连接；