[发明专利]三轴核磁共振测试仪器

说明书

本发明提供了一种用于测试岩石物性并收集地质力学信息的三轴核磁共振设备以及该设备的使用方法。三轴核磁共振设备包括三轴装载框架，所述三轴装载框架容纳：具有三轴样本架的三轴测压元件、至少一个电传感器、至少一个声传感器以及核磁共振仪器。

技术领域

本发明涉及一种三轴核磁共振(NMR)测试设备。该三轴核磁共振测试设备能够评估岩石物性和地质力学特性。

背景技术

现有的石油勘探和生产环境注重通过提高原油采收率(EOR)和在非常规油气储层的安全开采方面的激烈竞争使储层产能最大化，这要求改进储层开发周期中的各个阶段。从进行油气开采的开始阶段起，储量估值的精确度、最大可达采收率估值和生产率估值是评估石油采收效果所应当解答的基本问题。在过去的大约三十年中，为了解答这些问题，该产业已经显著改进了方法。但是，对于世界上许多处于产能峰值的储层和前沿的非常规钻井方法来说，改进数据准确性和交付时间以助于决策的需求已经日益重要。存在一种可以适时地对储量估值、最大可达采收率和潜在开采率进行精确、低成本评估的需求。

另外，在石油产业中，必须估算储油岩石和储层流体在地层温度和压力条件下的相互作用。在开采储层流体时，由于温度、压力和其它参数的变化，因此温度、压力、液相、流体成分和岩石特性会持续变化。需要对这些变化进行建模，并且需要理解它们对储层开采的影响。为此，需要采用合适的测试器材、测试设计和各种传感器技术，以生成能够预测储层特性的从勘探到废弃的数据。此外，测试技术和测试器材必须足够先进，才能正确分析一些非常规储层，如页岩气、致密砂岩气(TGS)、重油、沥青砂、水合物和衰竭的提高原油采收率(EOR)储层。任何非常规储层或EOR机理(如水、蒸汽、化学、热量和生物机理)的成功设计和实施，都必须在一组正确的储层条件下进行研究，才能从EOR处理分析中得到所需结果。

此外，对储层采集岩心和流体样本收集的测试数据必须具有一些属性，以模拟在测井、试井和地震数据收集期间连续获取的一组更广泛的数据。目前可利用的核磁共振装备缺乏在储层条件下产生数据的能力。

发明内容

一方面，本发明提供一种用于测试岩石物性并收集地质力学信息的三轴核磁共振设备。三轴核磁共振设备包括三轴装载框架，所述三轴装载框架容纳：三轴测压元件，所述三轴测压元件具有三轴样本架以及围绕所述三轴样本架的至少一个空腔；至少一个端盖，所述端盖能够接触三轴测压元件；至少一个电传感器；至少一个声传感器；以及核磁共振仪器。

另一方面，本发明提供一所述三轴核磁共振设备的使用方法。该方法包括：从储层中获取样本并将三轴样本架装载到三轴测压元件中，从而形成承载的三轴测压元件。然后，将承载的三轴测压元件放置到与三轴核磁共振设备的至少一个端盖接触的位置。然后，经由至少一个端盖将流体流供应至包围三轴样本架的至少一个空腔中来施加三轴压力。三轴压力可以包括以下任何压力的组合：径向压力、轴向压力、封闭压力和孔隙压力。然后，经由至少一个端盖将控温流体供应至包围三轴样本架的至少一个空腔中，使控温流体在三轴样本架周围循环，从而在分析期间保持三轴样本架的温度。然后，经由至少一个端盖将测试流体供应至承载的三轴样本架。使用核磁共振仪器进行样本的时变切片核磁共振扫描。此外，使用至少一个电传感器进行样本的电分析，还使用至少一个声传感器进行样本的声学分析。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的三轴核磁共振设备。

具体实施方式

虽然出于说明的目的而在下面描述中包括许多具体细节，但是本领域的普通技术人员能够理解的是，以下细节的许多实例、修改和变型均落入本发明的范围和精神之内。因此，不失一般性地并且对本发明不加以限制地阐述本文所述的以及附图提供的本发明示例性实施例。