專利名稱：一種滲流流場端部效應(yīng)的評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滲流流場端部效應(yīng)的評價方法，屬于石油工程提高采收率技術(shù)和實驗流體力學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
實驗室內(nèi)巖心驅(qū)替實驗是一種公認的研究巖心內(nèi)部流體流動的方法，被廣泛應(yīng)用于石油開發(fā)及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。同時低場核磁共振是一項近年來發(fā)展迅速的高新技術(shù)，已 經(jīng)在醫(yī)療以及食品行業(yè)有了很好的應(yīng)用。如何使實驗室內(nèi)巖心驅(qū)替過程更接近實際現(xiàn)場試驗情況，一直是流體力學(xué)和石油工程技術(shù)領(lǐng)域一直努力追求的目標(biāo)和開展的重要工作，其中巖心的端部效應(yīng)是影響實驗室內(nèi)巖心驅(qū)替過程的重要因素。本發(fā)明采用低場核磁共振成像技術(shù)研究巖心驅(qū)替過程中端部效應(yīng)的可視化評價方法。傳統(tǒng)的巖心流動實驗通常只能用端部或者邊界的宏觀參數(shù)(例如出口壓力、入口壓力、流速等)來描述或者推演流體在巖心內(nèi)部的流動狀況以及驅(qū)替效果。巖心對于研究者來說就相當(dāng)于一個黑匣子，不能準(zhǔn)確的知道其內(nèi)部的情況，更不能知道其局部的流體分布情況。在巖心流動實驗中，液體從連接管道進入巖心的微通道，再從巖心流出，進入下端連接管道，由于流動通道大小的變化，流速和流態(tài)發(fā)生了明顯的改變，使得流體在巖心內(nèi)驅(qū)替時總存在一定的端部效應(yīng)(力學(xué)術(shù)語)，即在驅(qū)替過程中，受巖心外環(huán)境的影響，巖心端部的滲流流場受到不均勻擾動，從而不能反映真實的滲流規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有巖心驅(qū)替過程中真實存在、雖極力避免但難以具體說明的端部效應(yīng)，本發(fā)明的目的是提供一種滲流流場端部效應(yīng)的評價方法，將巖心流動實驗和核磁共振檢測技術(shù)有機的結(jié)合起來，形成一種新的檢測方法，使傳統(tǒng)儀器無法檢測出來的端部效應(yīng)直觀的表現(xiàn)出來，觀測驅(qū)替過程中端部效應(yīng)的形成過程。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種滲流流場端部效應(yīng)的評價方法，包括如下步驟
1)測量并記錄巖心的長、寬、重量，然后將巖心沒入盛有地層水的燒杯中，放入密封玻璃罐中抽真空12小時，取出后稱重，與飽和之前巖心的重量之差為飽和的地層水質(zhì)量1，計
算孔隙度β 二其中，Mw為地層水的質(zhì)量、Vr為巖心體積、P為地層水的密度；
V、P
2)將巖心以及前后連接頭插入膠管，熱塑后，形成驅(qū)替管，放入核磁共振設(shè)備中的巖心夾持器，接上兩端快速接頭轉(zhuǎn)換器，放入核磁共振設(shè)備的測試線圈內(nèi)；
3)將配制好的兩種驅(qū)替液分別裝入兩個儲液罐中，調(diào)節(jié)好流程，兩種驅(qū)替液須選擇弛豫時間具有明顯差異的不同組液體；
4)開啟核磁共振(MRI)成像軟件，核磁共振弛豫(NMR)巖心應(yīng)用軟件以及巖心驅(qū)替控制軟件，同時錄入巖心數(shù)據(jù)，驅(qū)替液數(shù)據(jù)；
5)調(diào)節(jié)好流量，調(diào)整環(huán)壓與驅(qū)替壓的壓差至設(shè)定的壓差2 5MPa，開泵，驅(qū)替一定的孔隙體積的第一種驅(qū)替液，直至出口液無水，停泵，倒流程，改用第二種驅(qū)替液驅(qū)替；
6)在驅(qū)替的過程中，使用軟件分別記錄不同驅(qū)替孔隙體積數(shù)時巖心及流體的二維圖像以及自旋-自旋弛豫時間譜(TJf);
7)驅(qū)替至T2譜以及二維圖像不再變化后停止驅(qū)替，卸下環(huán)壓，關(guān)閉流程；
8)保存數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理。最后得到不同時刻巖心端部的流體分布彩色云圖。上述的兩種驅(qū)替液包括純凈水、鹽水、氯化銨水溶液、氯化錳水溶液、重水、乙醇、柴油、煤油或原油。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的優(yōu)點
本發(fā)明可以對驅(qū)替過程中的巖心進行檢測，實時的展示出巖心端部效應(yīng)的形成及變化過程，并且在檢測的過程中不對巖心產(chǎn)生任何不可逆的損害。


圖1為驅(qū)替過程中檢測端部效應(yīng)方法的裝置流程示意圖。圖2為驅(qū)替過程中端部效應(yīng)的核磁共振成像圖。圖3幾組常見的核磁驅(qū)替用液體。
具體實施例方式現(xiàn)將本發(fā)明結(jié)合附圖的具體實施例敘述于后。
實施例如圖1所示，本測試方法的裝置包括恒速恒壓泵1、儲液罐2、入口壓力表3、核磁巖心夾持器4、環(huán)壓跟蹤泵5、出口壓力表6、回壓閥7、電子天平8、回壓容器9、回壓壓力表10、回壓泵11、計算機12、核磁共振線圈13。本實施例的端部效應(yīng)評價方法，測試步驟為
I)測量并記錄巖心的長、寬、重量等數(shù)據(jù)，然后用地層水抽真空飽和，計算得孔隙度為 24. 59%O2)將巖心及驅(qū)替管放進夾持器，接上兩端快速接頭轉(zhuǎn)換器，放入核磁共振線圈。3)將配制好的濃度為30g/L氯化銨溶液和柴油分別裝入到儲液罐2-2和2_1中，調(diào)節(jié)好流程。4)開啟mini MRI成像軟件，NMR巖心應(yīng)用軟件以及巖心驅(qū)替控制軟件。錄入巖心數(shù)據(jù)，驅(qū)替液數(shù)據(jù)。5)調(diào)節(jié)好流量至O. 5ml/min，調(diào)整環(huán)壓與驅(qū)替壓的壓差至5MPa，開泵用油驅(qū)替，直至出口液無水，停泵。倒流程，改用氯化銨溶液驅(qū)替。6)在驅(qū)替的過程中，使用軟件分別記錄不同驅(qū)替孔隙體積(PV)數(shù)時巖心及流體的二維圖像以及T2譜。7)驅(qū)替至T2譜以及二維圖像不再變化后停止驅(qū)替，卸下環(huán)壓，關(guān)閉流程。8)保存數(shù)據(jù)，并進行處理。
如圖2所示，每個圖都表示了一個時刻的巖心內(nèi)流體分布，右側(cè)為驅(qū)替入口，左側(cè)為驅(qū)替出口，可以看到驅(qū)替出口端出現(xiàn)了聚集的情況，且隨著驅(qū)替的進行，端部的聚集物越來越明顯，即端部效應(yīng)通過核磁共振的方法得到了動態(tài)的顯示。
權(quán)利要求
1.一種滲流流場端部效應(yīng)的評價方法，其特征在于，包括如下步驟測量并記錄巖心的長、寬、重量，然后將巖心沒入盛有地層水的燒杯中，放入密封玻璃罐中抽真空12小時，取出后稱重，與飽和之前巖心的重量之差為飽和的地層水質(zhì)量Mw，計算孔隙度0 - 胃,其中，Mw為地層水的質(zhì)量、Vr為巖心體積 力地層水的密度；Vr * Pp將巖心以及前后連接頭插入膠管，熱塑后，形成驅(qū)替管，放入核磁共振設(shè)備中的巖心夾持器，接上兩端快速接頭轉(zhuǎn)換器，放入核磁共振設(shè)備的測試線圈內(nèi)；將配制好的兩種驅(qū)替液分別裝入兩個儲液罐中，調(diào)節(jié)好流程，兩種驅(qū)替液須選擇弛豫時間具有明顯差異的不同組液體；開啟核磁共振成像軟件，核磁共振弛豫巖心應(yīng)用軟件以及巖心驅(qū)替控制軟件，同時錄入巖心數(shù)據(jù)，驅(qū)替液數(shù)據(jù)；調(diào)節(jié)好流量，調(diào)整環(huán)壓與驅(qū)替壓的壓差至2 5MPa，開泵，驅(qū)替一定的孔隙體積的第一種驅(qū)替液，直至出口液無水，停泵，倒流程，改用第二種驅(qū)替液驅(qū)替；在驅(qū)替的過程中，使用軟件分別記錄不同驅(qū)替孔隙體積數(shù)時巖心及流體的二維圖像以及自旋-自旋弛豫時間譜，即T2譜；驅(qū)替至T2譜以及二維圖像不再變化后停止驅(qū)替，卸下環(huán)壓，關(guān)閉流程；保存數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲流流場端部效應(yīng)的評價方法，其特征在于，所述的兩種驅(qū)替液包括純凈水、鹽水、氯化銨水溶液、氯化錳水溶液、重水、乙醇、柴油、煤油或原油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滲流流場端部效應(yīng)的評價方法，利用專用巖心核磁共振設(shè)備檢測巖心端部流體流場的分布，得到巖心端部效應(yīng)形成過程的圖像。具體方法如下測量巖心的長、寬、重量后，放入鹽水中用真空皿抽真空飽和。將巖心放入膠管，熱塑后，放入專用夾持器，再放入核磁共振測試線圈內(nèi)。將配制好的兩種驅(qū)替液分別裝入兩個儲液罐中。開啟核磁MRI成像與巖心應(yīng)用，及驅(qū)替軟件，錄入巖心與驅(qū)替液數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)好流量，驅(qū)替一定的孔隙體積的第一種驅(qū)替液，直至出口液無水，停泵，倒流程，改用第二種驅(qū)替液驅(qū)替。測錄不同驅(qū)替PV數(shù)時巖心及流體的二維圖像及T2譜，在其不變化時，停止驅(qū)替。處理數(shù)據(jù)，得到不同時刻巖心端部流體流場的信號云圖。
文檔編號G01N15/08GK103018153SQ20121056714
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者狄勤豐, 顧春元, 程毅翀, 華帥, 葉峰 申請人:上海大學(xué)