[发明专利]一种储层温压条件下测定超临界CO2

权利要求书

1.一种储层温压条件下测定超临界CO₂驱替页岩气效率的方法，其特征在于，其步骤为：

S1、利用聚四氟乙烯试样标定甲烷物质的量与核磁共振T2谱峰信号强度积分的关系；将聚四氟乙烯试样放入岩心夹持器中，利用轴压泵给聚四氟乙烯试样施加轴压，然后利用围压循环加热泵将加热的FC40溶液通入岩心夹持器的围压室中，给聚四氟乙烯试样施加围压并将岩心夹持器加热至指定温度；在恒温恒压条件下，利用真空泵将管路抽真空，利用甲烷注入泵将甲烷以不同孔压注入聚四氟乙烯试样，利用核磁共振设备测试聚四氟乙烯试样的核磁共振T2谱，通过普适气体定律，得到甲烷物质的量与核磁共振T2谱峰信号强度积分之间的线性关系：

M＝k*Amp (1)

其中，M为甲烷物质的量，k为线性相关系数，Amp为核磁共振T2谱峰信号强度积分，即T2谱与x轴形成的包络面积；

S2、在储层温压条件下利用甲烷饱和页岩试样；将页岩试样放入岩心夹持器中，利用轴压泵给页岩试样施加轴压，利用围压循环加热泵将加热的FC40溶液通入岩心夹持器的围压室中，给页岩试样施加围压，并将页岩试样加热至指定温度；利用甲烷注入泵将甲烷气体以一定的孔压饱和页岩试样，利用核磁共振设备测试处在储层温压状态下的页岩试样在饱和甲烷状态下的T2谱；

S3、利用核磁共振测定超临界CO₂驱替页岩试样内部甲烷过程中岩心的T2谱变化，计算超临界CO₂驱替不同赋存状态下的页岩气效率；利用CO₂驱替泵将超临界CO₂以一定的孔压注入处在储层温压条件下的岩心中，利用核磁共振设备实时监测页岩试样的T2谱变化并区分页岩试样内部不同赋存状态的甲烷：

M_sat＝k*Amp_sat (2)

其中，M_sat为储层温压状态下饱和甲烷状态的页岩试样内部的不同赋存形态的甲烷物质的量，Amp_sat为页岩试样的T2谱中不同弛豫时间范围的峰信号强度积分；

根据页岩试样的T2谱的形态，区分甲烷在页岩试样内部的不同赋存状态，并通过超临界CO₂驱替过程中页岩试样的T2谱变化，计算超临界CO₂驱替不同赋存状态下的页岩气效率：

M_exp＝k*Amp_exp (3)

其中，M_exp为页岩试样在在CO₂驱替甲烷过程中页岩内部甲烷的物质的量，Amp_exp为岩试样在CO₂驱替甲烷过程中的T2谱峰信号强度积分，E为超临界CO₂驱替页岩气效率。

2.一种储层温压条件下测定超临界CO₂驱替页岩气效率的装置，其特征在于，包括温压加载单元、核磁共振设备以及驱替渗流单元；

所述温压加载单元包括左端垫块、右端垫块、热缩管、岩心夹持器、轴压泵、氟油存储罐、第一针阀、第一压力表、围压循环加热泵，聚四氟乙烯试样、左端垫块、右端垫块拼接在一起，热缩管将三者连成一个整体放入岩心夹持器中，岩心夹持器、轴压泵、氟油存储罐、第一针阀、第一压力表通过管路相连，岩心夹持器与围压循环加热泵通过管路相连；

所述核磁共振设备包括NMR控制台、永久磁铁、核磁探头线圈，三者通过USB数据线相连；

所述驱替渗流单元包括第二针阀、真空泵、甲烷注入泵、甲烷气瓶、第三针阀、第二压力表、CO₂驱替泵、CO₂气瓶、第四针阀、第三压力表、第五针阀、背压阀，所述第二针阀、真空泵与岩心夹持器通过管路相连；所述甲烷注入泵、甲烷气瓶、第三针阀、第二压力表与岩心夹持器通过管路相连；所述CO₂驱替泵、CO₂气瓶、第四针阀、第三压力表与岩心夹持器通过管路相连；所述第五针阀、背压阀与岩心夹持器通过管路相连。