[实用新型]水合物专用低场核磁共振多探头定量测试系统

说明书

本实用新型公开一种水合物专用低场核磁共振多探头定量测试系统，包括低场核磁共振分析仪、加围压低温高压探头、不加围压低温高压探头、不加围压常温常压探头、温度围压控制模块、孔隙流体供给模块和工控机，通过对加围压低温高压探头、不加围压低温高压探头和不加围压常温常压探头联合使用及其结构的改进设计，采用多探头联用的方式实现含水合物沉积物低场核磁共振测量信号定量标定与含水合物沉积物孔隙尺度行为测量分析一体化研究，方便了含水合物沉积物孔隙尺度行为特征研究，为含水合物沉积物基础物性参数变化微观机制探讨奠定基础。

技术领域

本实用新型属于非常规油气藏工程与岩土工程基础物性测试领域,具体涉及一种水合物专用低场核磁共振多探头定量测试系统。

背景技术

天然气水合物在自然界中广泛分布于海洋深水地层环境以及永久冻土地层环境中，它蕴藏着丰富的天然气，被认为是一种重要的潜在替代能源。天然气水合物分解会削弱储层强度且释放大量的强效温室气体，它还被认为是一种诱发工程地质灾害和全球气候变化的可能机制。因此，天然气水合物受到了全球范围的广泛关注，各国科研人员从不同角度开展了大量的研究工作，在此基础上开展了数次天然气水合物试开采。

然而，世界上已开展的天然气水合物试开采的产气效率均无法满足现阶段商业化开采的需求，对天然气水合物研究工作提出了更高的要求，对含水合物沉积物孔隙尺度行为测量研究的需求更为迫切。海洋含水合物沉积物通常由土颗粒、天然气水合物、天然气和水组成，固相天然气水合物填充于沉积物孔隙空间，缩小了可供流体流动的有效孔隙空间，改变了流体流动通道展布，导致含水合物沉积物渗透性在不同的水合物饱和度条件下以及在不同的水合物赋存形式下存在着明显的差异。因此，含水合物沉积物的孔隙尺度行为很大程度上决定了它的基础物性参数变化。核磁共振技术、计算机断层扫描技术和扫描电镜技术等是含水合物沉积物孔隙尺度行为观测的常用手段，不同技术具有不同的优缺点，适用于不同的研究条件。核磁共振技术大体上分为高场核磁共振技术和低场核磁共振技术，前者由于样品尺寸等因素的限制在非常规油气藏与岩土工程研究领域存在着明显的局限性，而后者经常被用来研究岩土等多孔介质材料的输运性质。

在不含天然气水合物的条件下，常规岩土材料的低场核磁共振定性与定量测量装置较为成熟。然而，含水合物沉积物孔隙尺度行为较常规岩土材料更为复杂，并且相应的测量实验需要在低温和高压条件下进行，导致现有的压汞法和脱湿法等低场核磁共振测量信号定量标定方法失效，低场核磁共振定量测试技术在天然气水合物研究领域遇到了前所未有的挑战，相应的实验测试方法及其配套的实验测试系统仍然较为匮乏。

实用新型内容

本实用新型提出一种含水合物低场核磁共振多探头定量测试系统，采用多探头联用的方式实现了含水合物沉积物低场核磁共振测量信号定量标定与含水合物沉积物孔隙尺度行为测量分析，弥补现阶段含水合物沉积物低场核磁共振定量测试方面的不足，为含水合物沉积物基础物性参数变化微观机制探讨奠定基础。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种水合物专用低场核磁共振多探头定量测试系统，包括工控机及与工控机相连的低场核磁共振分析仪、温度围压控制模块和孔隙流体供给模块，低场核磁共振分析仪用以对测试样品进行核磁共振弛豫谱分析及成像分析，测试精度高且速度快，并根据实际测试顺序在低场核磁共振分析仪上分别安装有不加围压常温常压探头、不加围压低温高压探头和加围压低温高压探头，且在三个探头内还分别安装有采用相同工序制备的三个平行测试样品，三个测试样品的尺寸、质量及孔隙度均相同；

所述不加围压常温常压探头可满足常温常压条件下的样品测试需求，包括第一低温高压反应釜及与其配套的第一射频线圈，第一射频线圈环绕设置在第一低温高压反应釜的外壁上，采用分体设计，方便装样调节；不加围压常温常压探头直接安装在低场核磁共振分析仪上，以实现无水合物土样孔隙结构分析，对样品形状无其他要求；