[发明专利]一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量装置与方法

权利要求书

1.一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量装置，包括岩心夹持器(1)，其特征在于：所述岩心夹持器(1)包括无磁夹持器(4)，所述无磁夹持器(4)的内腔设置有岩心(2)，所述岩心(2)的表面套设有聚酰胺/聚乙烯复合膜(3)，所述岩心(2)的两侧均设置有堵头(5)，所述堵头(5)远离岩心(2)的一侧与无磁夹持器(4)的内壁连接，所述岩心夹持器放置于核磁共振仪(7)的磁体腔内，所述岩心夹持器(1)的一侧连通有第一保温管线(11)，所述第一保温管线(11)远离岩心夹持器(1)的一端连通有储液排气罐(24)，所述储液排气罐(24)顶部的连通有排气阀门(23)，所述储液排气罐(24)的左侧连通有第二保温管线(26)，所述第二保温管线(26)远离储液排气罐(24)的一端连通有磁力循环泵(12)，所述磁力循环泵(12)的底部设置有低温恒温槽(14)，所述低温恒温槽(14)内腔的设置有热量散发槽(13)，所述磁力循环泵(12)的底部与热量散发槽(13)连通，所述低温恒温槽(14)内设有第二温度探头(15)，所述岩心夹持器内设有第一温度探头(22)，所述热量散发槽(13)的顶部连通有第四保温管线(28)，所述第四保温管线(28)的表面连通有第三阀门(25)，所述第四保温管线(28)的一端与岩心夹持器(1)连通，所述磁力循环泵(12)的顶部连通有第三保温管线(27)，所述第三保温管线(27)的一端连通有加压系统(16)。

2.根据权利要求1所述的一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量装置，其特征在于：所述无磁夹持器(4)的两侧均设置有不锈钢螺栓(6)，所述不锈钢螺栓(6)靠近堵头(5)的一侧与堵头(5)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量装置，其特征在于：所述核磁共振仪(7)包括射频单元(8)，所述射频单元(8)远离岩心夹持器(1)的一侧固定连接有梯度成像单元(9)，所述梯度成像单元(9)远离射频单元(8)的一侧固定连接有磁体单元(10)。

4.根据权利要求1所述的一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量装置，其特征在于：所述加压系统(16)包括手动泵(19)，所述手动泵(19)顶部的左侧连通有第一阀门(18)，所述第一阀门(18)的顶部连通有加压储液罐(17)，所述手动泵(19)的顶部与第三保温管线(27)连通，所述第三保温管线(27)的表面分别连通有第二阀门(20)和压力探头(21)。

5.根据权利要求1所述的一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量装置，其特征在于：所述热量交换单元包括低温恒温槽(14)、热量散发槽(13)和磁力循环泵(12)，所述低温恒温槽(14)的内腔设置有冷却液体酒精，所述加压储液罐(17)的内腔设置有加压制冷液。

6.一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量方法，其特征在于：其操作方法包括以下步骤：

A：对岩石样品进行预处理，制备饱和样品；

B：利用加压系统对岩石样品施加一定的压力，其中可施加不同的围压及轴压，模拟真实的地层压力条件；

C：调试仪器参数，利用核磁共振冷冻测孔法对不同地层压力条件下的岩石样品进行测量，同一样品条件重复测量三次；

D：根据核磁共振测试结果计算分析岩石样品的孔隙结构特征，包括孔隙率、孔径分布等结构参数。

7.根据权利要求6所述的一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量方法，其特征在于：所述的步骤A具体包括以下步骤：将岩石样品烘干，利用真空加压饱和装置，将待测样品放置于真空箱内抽真空；将岩心放入探测液体中进行饱和，然后用聚酰胺/聚乙烯复合膜将岩心外围进行包裹以密封样品，从而阻止制冷液与样品直接接触。

8.根据权利要求7所述的一种地层压力条件下岩石纳米孔径分布测量方法，其特征在于：所述的步骤C利用核磁共振冷冻法测试饱和岩石样品的步骤包括：

(1)采用FID脉冲序列测试，利用标样确定永磁体的中心频率、射频信号的频率漂移以及90°和180°脉宽；

(2)采用CPMG脉冲序列测试，利用核磁共振冻融法测试探测液体进行定标，通过拟合线性方程确定信号强度与探测液体体积V的关系；

(3)采用CPMG脉冲序列测试岩石样品的核磁共振实验参数，包括半波时间τ值、回波个数NECH、累加次数NS、等待时间TW参数，获得高信噪比的测试结果；

(4)利用核磁共振冻融法测定样品孔径分布。