阅读说明：本技术 用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器 (Shale imbibition rock core holder for nuclear magnetic resonance system ) 是由 郎东江 伦增珉 吕成远 王海涛 赵清民 赵春鹏 周霞 潘伟义 于 2019-03-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器,包括：腔体组件,腔体组件包括腔体和管件,腔体内部设置有热源,管件内部用于放置岩心,管件嵌入腔体中；一对端座组件,一对端座组件用于封闭管件的两端,一对端座组件上分别设有流体注入管和流体回收管。本发明的夹持器能够与核磁共振静磁场射频线圈配合,在线高温、高压实时检测页岩渗吸核磁共振T2谱。(The invention discloses a shale imbibition core holder for a nuclear magnetic resonance system, which comprises: the cavity assembly comprises a cavity and a pipe fitting, a heat source is arranged in the cavity, the pipe fitting is used for placing a rock core, and the pipe fitting is embedded into the cavity; and the pair of end seat assemblies are used for closing two ends of the pipe fitting, and the pair of end seat assemblies are respectively provided with a fluid injection pipe and a fluid recovery pipe. The holder can be matched with a nuclear magnetic resonance static magnetic field radio frequency coil to detect the shale imbibition nuclear magnetic resonance T2 spectrum on line at high temperature and high pressure in real time.)

用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器

技术领域

本发明属于非常规油田勘探开发岩心渗吸实验装置领域，更具体地，涉及一种用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器。

背景技术

渗吸是润湿相流体依靠毛管压力作用自发进入岩石孔隙，将其中的非润湿相流体驱出的过程，渗吸研究主要集中在天然裂缝性低渗透油藏，是研究和正确认识油藏储层渗吸机理的有效手段和方法，但对页岩储层还处于探索阶段。渗吸实验就是将页岩样品放入到含有润湿相流体的容器中，润湿相流体进入页岩样品孔隙中将油驱出的过程，如果页岩样品放入到含有润湿相流体的容器处于高温、高压状态下，那么页岩样品渗吸实验结果反映地层条件下真实渗吸过程。

现有技术中，文献2013年6月第32卷，第6期，石油化工应用“低渗透岩心自然渗吸实验新方法”较系统地分析了国内外低渗透渗吸研究及实验仪器和方法。常规渗吸实验主要采用称重法和体积法。称重法实验装置简单、测定误差大，体积法测出的是脱离岩心油的驱油效率，很难计算出渗出附在岩心壁上油的驱油效率，所以常规法和装置存在的问题是实验条件为常温、常压，不能反映地下真实渗吸过程，且测定结果误差很大，不能反映真实的实验结果，也不能观察到岩心内部油的分布规律。

文献2015年第05期，特种油气藏“基于核磁共振技术研究页岩自发渗吸过程”采用的方法是：首先核磁测量页岩样品得到页岩样品初始含油状态，然后将页岩样品放入到常规蒸馏水渗吸容器中，渗吸完成后取出页岩样品再次进行核磁测量，得到页岩样品渗吸后的含油状态，利用页岩样品渗吸前后的核磁测试结果，计算脱离岩心油的驱油效率和观察岩心内部油的分布规律。核磁共振技术在渗吸实验研究中不仅能够计算出脱离岩心油的驱油效率，而且能够观察到岩心内部油的分布规律，但该方法存在的问题仍然是实验条件为常温、常压，不是在线测试结果，不能反映地下真实渗吸过程和渗吸结果。

页岩样品核磁共振实验需要将页岩样品放入到静磁场射频线圈中，放入到射频线圈中的页岩样品不能有金属材料包围，否则金属材料会屏蔽发射激发页岩样品核磁共振信号的RF脉冲，另外任何含有铁磁物质的材料也不能放入到静磁场中。因此应用核磁共振技术研究地层条件下页岩储层渗吸机理，必须要设计能在核磁设备上开展页岩渗吸实验的高温、高压非金属岩心装置。

因此期待研发一种用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器，能够模拟高温、高压的地层条件，并且能够配合使用核磁共振设备在线实时分析页岩渗吸过程和结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器，能够利用核磁共振设备在线实时分析地层条件下页岩渗吸过程和结果。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器，包括：

腔体组件，所述腔体组件包括腔体和管件，所述腔体内部设置有热源，所述管件内部用于放置岩心，所述管件嵌入所述腔体中；

一对端座组件，所述一对端座组件用于封闭所述管件的两端，所述一对端座组件上分别设有流体注入管和流体回收管。

优选地，所述腔体的内表面与所述管件的外表面之间形成闭合空间，所述热源设置于所述闭合空间中。

优选地，所述热源为氟氯碳油，所述氟氯碳油的输入管和输出管分别设置于所述腔体两端的侧壁上，所述输入管和所述输出管连接于恒温油浴循环系统。

优选地，每个所述端座组件包括端座和端座连接件，所述端座连接件与所述端座固定连接，所述端座与所述腔体的端部密封连接，使所述端座连接件整体伸入所述管件中，夹持设置于所述管件中的所述岩心。

优选地，所述端座连接件与所述端座通过螺纹连接，所述端座连接件与所述端座的螺纹连接处设置有O形圈，用于密封所述管件。

优选地，所述端座与所述腔体通过螺纹销连接，所述螺纹销采用无磁金属材料钛钢制成。

优选地，所述流体注入管连接于流体压力容器，所述流体回收管连接于收集容器。

优选地，所述流体为二氧化碳。

优选地，所述腔体组件采用耐高温高压的非金属材料制成。

优选地，所述端座组件采用无磁金属材料钛钢制成。

本发明的有益效果在于：首先将页岩岩心放置于腔体组件中的管件内，用一对端座组件分别从管件的两端将岩心夹持住，之后将腔体组件的页岩岩心所在的部分放置于核磁共振设备中，随后从端座组件上的流体注入管高压注入润湿相流体来模拟地层压力并利用热源为管件加热来模拟地层温度，进行页岩渗吸实验。本发明的岩心夹持器能够模拟高温高压的地层条件，并且能够将岩心置于核磁共振设备中，在线实时分析地层条件下页岩渗吸过程和结果，并且容易装卸，耐酸、耐高温，可循环使用。

本发明的其它特征和优点将在随后

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器的示意性结构图。

附图标记说明

1、流体注入管；2、输入管；3、端座；4、螺纹销；5、端座连接件；6、管件；7、闭合空间；8、岩心；9、腔体；10、流体回收管；11、输出管。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本发明的用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器，包括：

腔体组件，腔体组件包括腔体和管件，腔体内部设置有热源，管件内部用于放置岩心，管件嵌入腔体中；

一对端座组件，一对端座组件用于封闭管件的两端，一对端座组件上分别设有流体注入管和流体回收管。

具体地，首先将页岩岩心放置于腔体组件中的管件内，用一对端座组件分别从管件的两端将岩心夹持住，之后将腔体组件的页岩岩心所在的部分放置于核磁共振设备中，随后从端座组件上的流体注入管高压注入润湿相流体来模拟地层压力并利用热源为管件加热来模拟地层温度，进行页岩渗吸实验。本发明的岩心夹持器能够模拟高温高压的地层条件，并且能够将岩心置于核磁共振设备中，在线实时分析地层条件下页岩渗吸过程和结果，并且容易装卸，耐酸、耐高温，可循环使用。

作为优选方案，腔体的内表面与管件的外表面之间形成闭合空间，热源设置于闭合空间中。

作为优选方案，热源为氟氯碳油，氟氯碳油的输入管和输出管分别设置于腔体两端的侧壁上，输入管和输出管连接于恒温油浴循环系统。

作为优选方案，每个端座组件包括端座和端座连接件，端座连接件与端座固定连接，端座与腔体的端部密封连接，使端座连接件整体伸入管件中，夹持设置于管件中的岩心。

作为优选方案，端座连接件与端座通过螺纹连接，端座连接件与端座的螺纹连接处设置有O形圈，用于密封管件。

作为优选方案，端座与腔体通过螺纹销连接，螺纹销采用无磁金属材料钛钢制成。

作为优选方案，流体注入管连接于流体压力容器，流体回收管连接于收集容器。

作为优选方案，流体为二氧化碳。

作为优选方案，腔体组件采用耐高温高压的非金属材料制成。

作为优选方案，端座组件采用无磁金属材料钛钢制成。

实施例

图1示出了根据本实施例的用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器的示意性结构图。

如图1所示，该用于核磁共振系统的页岩渗吸岩心夹持器，包括：

腔体组件采用耐高温高压的非金属材料制成，包括圆筒形腔体9和管件6，管件6嵌入腔体9中，腔体9的内表面与管件6的外表面之间形成闭合空间7，闭合空间7中设置有热源，热源为氟氯碳油，氟氯碳油的输入管2和输出管11分别设置于腔体9两端的侧壁上，输入管2和输出管11连接于恒温油浴循环系统，管件6内部用于放置岩心8；一对端座组件用于封闭管件6的两端，采用无磁金属材料钛钢制成，一对端座组件上分别设有流体注入管1和流体回收管10，流体注入管1连接于流体压力容器，流体回收管10连接于收集容器，流体为二氧化碳，每个端座组件包括端座3和端座连接件5，端座连接件5与端座3通过螺纹连接，端座连接件5与端座3的螺纹连接处设置有O形圈，用于密封管件6，端座3与腔体9通过螺纹销4密封连接，螺纹销4采用无磁金属材料钛钢制成，使端座连接件5整体伸入管件6中，夹持设置于管件6中的岩心8。腔体组件和端座连接件5采用耐高温、高压非金属材料制成，端坐3组件采用无磁金属材料钛钢制成，可用于核磁共振系统中。端座组件的端座3和端座连接件5经组装后无需拆卸，端座组件与腔体组件采用螺纹销4结构密封连接，密封效果好，螺纹销4采用无磁金属材料钛钢制成。腔体组件和端座组件、页岩岩心、高压的流体注入管和流体回收管、氟氯碳油循环加热的恒温油浴循环系统及输入管、输出管形成了高温、高压页岩渗吸岩心装置。

利用上述页岩渗吸岩心夹持器与核磁共振静磁场射频线圈配合在线高温、高压实时检测页岩注CO₂渗吸核磁共振T2谱，岩心装置能够承受注入流体压力45MPa，温度100℃，满足实验要求。

渗吸实验时，包括如下步骤：

1、首先选择柱塞状页岩岩心，直径2.5cm、长度最大8cm。然后将岩心8放入到管件6中心位置。

2、将端座连接件5安装到端座3上，形成端座组件。

3、将一对端组件从腔体组件的两端推进到管件6中，将端座3与腔体9通过螺纹销4连接，实现端座3与腔体9的密封连接。

4、组装完成后，圆筒形的腔体组件、一对端座组件、岩心形成了页岩渗吸岩心装置。

5、将页岩渗吸岩心夹持器放入到核磁共振系统静磁场射频线圈中，使左、右两端的端座组件不在静磁场射频线圈中；左端座的输入管2连接到恒温油浴循环系统，流体注入管1连接到装有CO₂的流体压力容器，右端座的输出管11连接到恒温油浴循环系统，流体回收管10连接CO₂收集容器；加热介质为氟氯碳油，加热介质不与岩心8接触，氟氯碳油无核磁共振信号排除了对页岩样品信号干扰。注入CO₂到岩心8周围与岩心8接触，根据实验要求开展不同条件下页岩注CO₂渗吸实验。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。