[发明专利]一种综合NMR和CT扫描测量油气最小混相压力的装置与方法

权利要求书

1.一种综合NMR和CT扫描测量油气最小混相压力的装置与方法，该装置包括一个核磁共振(NMR)系统、一个CT扫描系统以及油气混相系统；所述油气混相系统包括高压容器(3a、3b)、注气泵(5)、气瓶(4)、控温装置(6)、真空泵(7)、压力传感器(11a、11b)和温度传感器(12a、12b)，其中，高压容器分别放置于核磁共振成像仪和CT扫描仪内部，所述高压容器内分别装有一支相同的填砂管(9a、9b)高压容器的入口通过注气泵与气瓶相连，出口连接真空泵(7)和一个排液槽(8)，两端与温控装置(6)相连，并采用精密压力传感器(11a、11b)测量高压容器内的压力，采用精密温度传感器(12a、12b)测量高温容器内的温度。

2.根据权利要求1所述的用于测量油气最小混相压力的装置，其特征在于：所述高压容器(3a、3b)为不锈钢材质，，外表面包裹有加热带，用于维持恒温状态；所述核磁共振装置(1)采用MiniMR-HTHP型号的装置；CT扫描仪(2)为韩国NANO FOCUSRAY品牌PHION型号的扫描仪装置；所述填砂管(9a、9b)是由不影响核磁信号和CT信号的聚酰亚胺及钛合金材料构成，其内管为装载油样的容器，该内管与高压容器构成双室扩散单元。

3.根据权利要求1所述的用于测量油气最小混相压力的装置，其特征在于：所述控温装置(6)是德国Julabo公司生产的FL300型号的控温装置。

4.根据权利要求1所述的用于测量油气最小混相压力的装置，其特征在于：所述温度传感器(12a、12b)是由日本Nagano公司生产的，精度为±0.01℃。

5.根据权利要求1所述的用于测量油气最小混相压力的装置，其特征在于：所述管线、阀门均是由哈氏合金制造而成，具有优秀的防腐蚀性能。

6.根据权利要求1所述的用于测量油气最小混相压力的装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将实验管路连接好，在正式实验开始前，先用氮气对整个实验装置进行试压检漏，维持6000kPa的压力，持续12h，通过压力采集数据监测，弱压力在这段时间没有下降或者下降在±10kPa以内，则认为系统不漏气，可以进行实验；

步骤2：向填砂管内装入一定量待测油样，再将装有油样的填砂管(9a、9b)放入高压容器中；

步骤3：打开第二针阀(10b)、第三针阀(10c)、第四针阀(10d)、第五针阀(10e)，开启真空泵，抽真空1h后停止，关闭第二针阀(10b)、第三针阀(10c)、第四针阀(10d)、第五针阀(10e)，开启控温装置对高压容器进行控温；

步骤4：气瓶(4)和第一针阀(10a)，向注入泵中冲入气体后，关闭第一针阀；

步骤5：打开第二针阀(10b)、第三针阀(10c)利用注气泵向高压容器内充入气体，开始检测，同时利用注气泵调节高压容器内油气系统压力至0.1MPa，并保持恒压直至油气系统稳定，然后关闭第二针阀、第三针阀；利用温度传感器记录温度，利用压力传感器记录压力，利用核磁共振成像仪(1)到气-油系统稳定后填砂管(9a、9b)内油相质子密度分布图像，利用CT扫描装置(2)对油气系统稳定后高压容器内部两相分布进行可视化扫描，利用数据采集处理计算机(6a、6b)得到油气两相密度分布的CT图像；

步骤6：打开第二针阀(10b)、第三针阀(10c)利用注入泵升高高压容器内油气系统压力，压力间隔1MPa，在压力接近最小混相压力时减小提升的压力间隔，直到气与油界面消失；在每个压力下，都按步骤(5)分别获得高压容器内油气两相密度分布图像；

步骤7：对所得同一温度、一系列压力下的油气两相密度分布的图像进行分析处理，拟合得到油气两相密度差值与压力指数关系曲线以及核磁信号强度值与压力的指数关系，进一步得到气-油最小混相压力；

步骤8：改变温控装置(6)的温度，重复步骤(1)-(7)，得到不同温度下气-油最小混相压力；

步骤9：对比核磁共振成像仪与CT扫描仪所测得的气-油最小混相压力(P_M1,P_M2)，若│P_M1-P_M2│≤ε，则取P_M1和P_M2的平均值作为气-油最小混相压力；若│P_M1-P_M2│>ε，则减少提升的压力间隔，重复上述实验，直至满足│P_M1-P_M2│≤ε(ε为测量精度，可人为设定，一般不超过0.1MPa)。