[发明专利]核磁共振在线驱替流体饱和度测量装置及方法

说明书

本发明提供了一种核磁共振在线驱替流体饱和度测量装置及方法，该方法包括：测量在线驱替系统的死体积充注为驱替相流体以及待测岩心为饱和核磁检测相流体下的核磁共振T2谱，以生成标定T2谱；测量所述待测岩心由饱和被驱替相流体转变为驱替相流体过程的核磁共振T2谱，以生成驱替过程T2谱；根据所述生成标定T2谱以及所述驱替过程T2谱实时生成所述在线驱替系统流体饱和度。本发明提供的核磁共振在线驱替流体饱和度测量装置及方法，通过观察T2谱变化特征，以确定T2谱中饱和流体和死体积流体分界点，从而只对饱和流体信号进行统计，屏蔽死体积流体的影响，达到提高在线驱替过程中流体饱和度的测量精度的目的。

技术领域

本发明涉及石油勘探开发领域，尤其是岩心参数测量技术，具体涉及一种核磁共振在线驱替流体饱和度测量装置及方法。

背景技术

流体饱和度指多孔介质中某种饱和流体体积占总孔隙体积的百分比。饱和度是进行油气资源量估算所涉及到的重要的参数，同时其还是影响油、气、水在岩石中渗流规律的重要因素。常规测量流体饱和度的方法包括蒸馏提取法、干馏抽提法和色谱法，利用这些方法测量饱和度时，必然会破坏流体在孔隙介质中的分布，因此这些常规方法不能在驱替过程中测量和监测流体饱和度。

核磁共振技术可以在不破坏多孔介质中流体分布的前提下对饱和对进行测量，即无损测量。文献《Testing oil saturation distribution in migration paths usingMRI》公开了一种利用核磁共振成像技术测量含油饱和度的技术，但受分辨率的限制，核磁共振成像只适用于测量渗透性极好的疏松多孔介质中流体饱和度。

利用核磁共振弛豫谱可以测量实际岩心中的流体饱和度，其基本思路是分别统计不同流体对应的累计核磁共振信号，结合氢指数校正，计算不同流体的饱和度。这种方法的难点在于核磁共振弛豫谱中，不同流体的核磁共振信号分布区域往往发生重叠。《利用核磁共振技术研究岩心含油饱和度恢复》一文提出通过将岩心侵泡在锰水中，锰离子扩散进入岩心后能够屏蔽水相信号，对比泡锰前后横向弛豫谱(T2)的变化确定流体饱和度，但是受润湿性的影响，岩石泡锰过程中会发生自发渗吸作用，并改变岩心中流体饱和度。

驱替或者充注的过程中在线测量流体饱和度同样受到了很多研究人员的关注。文献《Experimental investigation on oil migration and accumulation in tightsandstones》公开一种在驱替流程终端安装油水分离计量装置，通过计量分别计量注入岩心和排出岩心的油水体积，计算岩心的含油饱和度，但岩心夹持器堵头导流槽和流出管线中流体体积无法计量，称为“死体积”，这给流体饱和度测量带来不可避免的系统误差，特别是在低渗和致密岩心中，由于岩心饱和流体量非常有限，这种误差被大幅放大，甚至可能会导致错误的认识。将核磁共振系统和驱替系统相结合，可以用核磁共振弛豫谱在线测量驱替过程中的流体饱和度。公开号为CN111220639A的专利申请、《基于核磁共振的气驱水时岩心含气饱和度测定方法及装置》和《基于核磁共振技术的致密砂岩气运移特征研究》文献中均提出利用核磁共振在线驱替系统测量气驱水过程中流体饱和度；公开号为CN111878050A的专利申请公开了一种核磁在线致密油水驱开发提高采收率的方法。在上述核磁共振在线驱替系统中，只考虑到对有效磁场内的流体进行核磁共振扫描，磁场外流出管线死体积的影响可以消除，但磁场内流出管线及夹持器堵头导流槽对应死体积依旧存在，仍会导致系统误差。

综上所述，现有技术中亟需一种可以实时地、精准测量在线驱替系统的流体饱和度的方法及装置。

发明内容

本发明的实施例提供的核磁共振在线驱替流体饱和度测量装置及方法，通过观察T2谱变化特征，以确定T2谱中饱和流体和死体积流体分界点，从而只对饱和流体信号进行统计，屏蔽死体积流体的影响，达到提高在线驱替过程中流体饱和度的测量精度的目的。

一方面，本发明实施例提供了一种核磁共振在线驱替流体饱和度测量装置，包括：