核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及一種核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁(yè)巖氣是一種以游離和吸附態(tài)儲(chǔ)存于頁(yè)巖層或泥巖層中的非常規(guī)天然氣，正在成 為攪動(dòng)世界市場(chǎng)的力量，極大地改寫了世界的能源格局。
[0003]目前分析泥頁(yè)巖吸附氣的方法主要是借鑒煤層氣的等溫吸附實(shí)驗(yàn)。該方法是將粉 末狀的頁(yè)巖樣品置于密封容器中，測(cè)定其在相同溫度、不同壓力條件下達(dá)到吸附平衡時(shí)所 吸附的甲烷等實(shí)驗(yàn)氣體的體積，然后根據(jù)Langmuir吸附理論，計(jì)算出蘭氏體積、蘭氏壓力 以及等溫吸附曲線。該方法操作復(fù)雜且分析效率較低。
[0004] 近些年，核磁共振技術(shù)在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域得到高度重視和發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于 核磁共振錄井、核磁共振測(cè)井和低滲透儲(chǔ)層評(píng)價(jià)等方面。利用核磁共振檢測(cè)頁(yè)巖氣是一種 直接測(cè)量方法。通過直接檢測(cè)頁(yè)巖氣中氫原子核的信號(hào)，來(lái)確定頁(yè)巖氣中吸附氣量和游離 氣量，可具有快速、準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
[0005] 然而，由于常溫常壓條件下無(wú)法檢測(cè)到頁(yè)巖氣的核磁共振信號(hào)，所以目前尚沒有 對(duì)頁(yè)巖樣品進(jìn)行核磁共振在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法，以解決上述一項(xiàng)或多項(xiàng)缺失。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法，所述方法包括：利用一 高溫高壓探頭對(duì)其中的頁(yè)巖樣品加溫加壓至一設(shè)定溫度和一設(shè)定壓強(qiáng)，所述設(shè)定溫度為 150~170°C，所述設(shè)定壓強(qiáng)為50~60MPa ;在所述設(shè)定溫度及所述設(shè)定壓強(qiáng)下，利用一脈 沖序列對(duì)所述頁(yè)巖樣品進(jìn)行核磁共振測(cè)量，反演得到所述頁(yè)巖樣品的弛豫時(shí)間T2譜；根據(jù) 所述弛豫時(shí)間T2譜計(jì)算所述頁(yè)巖樣品的吸附氣飽和度和游離氣飽和度。
[0008] -個(gè)實(shí)施例中，利用一高溫高壓探頭對(duì)其中的頁(yè)巖樣品加溫加壓至一設(shè)定溫度和 一設(shè)定壓強(qiáng)，包括：將所述頁(yè)巖樣品進(jìn)行烘干后放入所述高溫高壓探頭的夾持器內(nèi)；對(duì)所 述高溫高壓探頭進(jìn)行抽真空；利用所述高溫高壓探頭的驅(qū)替組件將所述頁(yè)巖樣品加壓至所 述設(shè)定壓強(qiáng)；利用所述高溫高壓探頭的高溫加熱組件將所述頁(yè)巖樣品加溫至所述設(shè)定溫 度。
[0009] -個(gè)實(shí)施例中，在所述設(shè)定溫度及所述設(shè)定壓強(qiáng)下，利用一脈沖序列對(duì)所述頁(yè)巖 樣品進(jìn)行核磁共振測(cè)量，反演得到所述頁(yè)巖樣品的弛豫時(shí)間T2譜，包括：根據(jù)所述脈沖序 列激發(fā)核磁共振激勵(lì)信號(hào)；對(duì)所述核磁共振激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)及功率放大，生成處理 后的核磁共振激勵(lì)信號(hào)；利用所述處理后的核磁共振激勵(lì)信號(hào)，在所述設(shè)定溫度及所述設(shè) 定壓強(qiáng)下激發(fā)所述頁(yè)巖樣品，產(chǎn)生一核磁共振回波信號(hào)；對(duì)所述核磁共振回波信號(hào)進(jìn)行反 演得到所述弛豫時(shí)間T2譜。
[0010] -個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述弛豫時(shí)間T2譜計(jì)算所述頁(yè)巖樣品的吸附氣飽和度和游 離氣飽和度，包括：根據(jù)所述弛豫時(shí)間T2譜計(jì)算游離態(tài)頁(yè)巖氣和吸附態(tài)頁(yè)巖氣的截止值； 根據(jù)所述截止值計(jì)算所述吸附氣飽和度和所述游離氣飽和度。
[0011] -個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括：根據(jù)所述頁(yè)巖樣品的滲透率設(shè)置所述弛豫時(shí)間 Τ2譜中的測(cè)量時(shí)間間隔，以對(duì)所述頁(yè)巖樣品的游離態(tài)頁(yè)巖氣和吸附態(tài)頁(yè)巖氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0012] 一個(gè)實(shí)施例中，所述高溫加熱組件包括加熱薄膜，所述加熱薄膜通過耗電將所述 頁(yè)巖樣品加溫至所述設(shè)定溫度。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例的核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法，通過將頁(yè)巖樣品保持在高溫高 壓環(huán)境中并進(jìn)行檢測(cè)頁(yè)巖氣，可模擬測(cè)量地層內(nèi)頁(yè)巖層含頁(yè)巖氣的情況，有利于準(zhǔn)確分析 地層中存儲(chǔ)天然氣的情況。本發(fā)明實(shí)施例的核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法可更好的評(píng)價(jià) 頁(yè)巖氣（甲烷氣）的賦存狀態(tài)以及快速獲得吸附氣、游離氣飽和度。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
[0015] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法的流程示意圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)頁(yè)巖樣品加溫加壓的方法的流程示意圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)頁(yè)巖樣品進(jìn)行核磁共振測(cè)量的方法的流程示意圖；
[0018] 圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中計(jì)算頁(yè)巖樣品的吸附氣飽和度和游離氣飽和度的方 法的流程示意圖；
[0019] 圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的頁(yè)巖氣核磁共振檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0020] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例中全直徑磁體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例中高溫高壓探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖9是本發(fā)明一實(shí)施例中頁(yè)巖巖心IOMPa壓力飽和甲烷氣不同時(shí)間歷程弛豫時(shí)間 Τ2譜的曲線圖；
[0024] 圖10是本發(fā)明一實(shí)施例中不同測(cè)量時(shí)間的弛豫時(shí)間Τ2譜的曲線圖；
[0025] 圖11是本發(fā)明一實(shí)施例中頁(yè)巖巖心IOMPa壓力飽和甲燒氣游離態(tài)、吸附態(tài)以及總 信號(hào)量隨時(shí)間的變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0027] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法的流程示意圖。如圖4所 示，本發(fā)明實(shí)施例的核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法，包括步驟：
[0028] SlOl :利用一高溫高壓探頭對(duì)其中的頁(yè)巖樣品加溫加壓至一設(shè)定溫度和一設(shè)定壓 強(qiáng)，所述設(shè)定溫度為150~170°C，所述設(shè)定壓強(qiáng)為50~60MPa ;
[0029] S102:在所述設(shè)定溫度及所述設(shè)定壓強(qiáng)下，利用一脈沖序列對(duì)所述頁(yè)巖樣品進(jìn)行 核磁共振測(cè)量，反演得到所述頁(yè)巖樣品的弛豫時(shí)間T2譜；
[0030] S103 :根據(jù)所述弛豫時(shí)間T2譜計(jì)算所述頁(yè)巖樣品的吸附氣飽和度和游離氣飽和 度。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例的核磁共振在線檢測(cè)頁(yè)巖氣的方法，通過上述設(shè)定溫度和設(shè)定壓強(qiáng) 模擬地層中的高溫高壓條件，并對(duì)保持在高溫高壓環(huán)境中的頁(yè)巖樣品進(jìn)行檢測(cè)頁(yè)巖氣，模 擬測(cè)量了地層內(nèi)頁(yè)巖層含頁(yè)巖氣的情況，有利于準(zhǔn)確分析地層中存儲(chǔ)天然氣的情況。
[0032] 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)頁(yè)巖樣品加溫加壓的方法的流程示意圖。如圖2所 示，上述步驟SlOl中，利用一高溫高壓探頭對(duì)其中的頁(yè)巖樣品加溫加壓至一設(shè)定溫度和一 設(shè)定壓強(qiáng)的方法，可包括步驟：
[0033] S201 :將所述頁(yè)巖樣品進(jìn)行烘干后放入所述高溫高壓探頭的夾持器內(nèi)；
[0034] S202 :對(duì)所述高溫高壓探頭進(jìn)行抽真空；
[0035] S203 :利用所述高溫高壓探頭的驅(qū)替組件將所述頁(yè)巖樣品加壓至所述設(shè)定壓強(qiáng)；
[0036] S204:利用所述高溫高壓探頭的高溫加熱組件將所述頁(yè)巖樣品加溫至所述設(shè)定溫 度。
[0037] 上述步驟S203中，設(shè)定壓強(qiáng)的范圍為50MPa~60MPa或其他高于大氣壓的壓強(qiáng) 值，在一較佳實(shí)施例中可以為55MPa，以模擬地層中的高壓強(qiáng)；上述步驟S204中，設(shè)定溫度 的范圍為150°C~170°C，在一較佳實(shí)施例中可以為160°C，以模擬地層中的高溫度。
[0038] 現(xiàn)有核磁共振技術(shù)，只能在常溫常壓下進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法檢測(cè)到頁(yè)巖氣的信號(hào)。