[实用新型]一种利用核磁共振研究水力压裂裂缝扩展的系统

说明书

本实用新型属于煤层气、页岩气等非常规天然气开发领域，具体涉及一种利用核磁共振研究水力压裂裂缝扩展的系统。利用岩心夹持器、水力压裂模拟装置、气体注入装置、抽真空装置和气体计量装置，通过物理实验模拟水力压裂，致使岩心产生裂缝，随后将氮气和二氧化碳两种气体按不同比例、流量分别或者同时注入岩心中，并通过核磁共振检测甲烷的运移情况，通过计算得到岩心中的裂缝发育情况，从而实现水力压裂中模拟利用氮气或二氧化碳单一气体，或者氮气和二氧化碳混合气体研究裂缝发育情况及驱替置换天然气的过程的功能。

技术领域

本实用新型属于煤层气、页岩气等非常规天然气开发领域，具体涉及一种利用核磁共振研究水力压裂裂缝扩展的系统。

背景技术

页岩气、煤层气等非常规天然气它主要以吸附态或者吸附态赋存于非常规天然气储层内。非常规天然气储层一般渗透率普遍偏低，自然产能不高，生产到一定阶段后迫切需要新增产技术，增加天然气产量。

当前，向非常规天然气储层注入二氧化碳或氮气驱替置换天然气是一种新兴的增产技术，其原理是通过向非常规天然气储层注入二氧化碳或氮气，通过二氧化碳或氮气与甲烷竞争吸附作用，降低甲烷的有效分压，促进非常规天然气储层吸附的甲烷解吸，同时驱替游离气，从而提高非常规天然气产量和采收率。

核磁共振是通过频谱信号来表征内部结构的手段，核磁共振相较于其他表征手段来说更加精确，指导意义更加重要，利用这种技术能够在储层孔隙裂缝中的研究更加精确，精度更高。

目前现有公开的专利中存在的主要技术问题：

1.目前的研究中对于混合气体驱替置换天然气的实验系统和方法较少，以及将二氧化碳与氮气、甲烷有效混合的方式研究较少。

2.目前的研究中对于实时研究混合气体驱替置换天然气的实验系统和方法较少，目前的驱替置换大多通过吸附体积、注气流量等方式计算得到驱替置换的效果，对于岩心中驱替置换的机理研究较少。

3.目前研究中对于水力压裂裂缝扩展的形式、方向，缝高缝长的精细化表征研究较少。

实用新型内容

本实用新型提出一种利用核磁共振研究水力压裂裂缝扩展的系统，以解决现有技术中，不能将一氧化碳与氮气、甲烷有效混合、对于岩心中驱替置换的机理研究较少、对于水力压裂裂缝扩展的形式、方向，缝高缝长的精细化表征研究较少的问题。

为达上述目的，本实用新型提出技术方案如下：

一种利用核磁共振研究水力压裂裂缝扩展的系统，包括岩心夹持器，水力压裂输送装置、气体注入装置、抽真空装置和气体计量装置；

所述岩心夹持器入口端连接有水力压裂输送装置、气体注入装置和抽真空装置，所述岩心夹持器出口端连接有气体计量装置；

所述岩心夹持器放置于第二控温箱内，所述第二控温箱外部连接核磁共振装置，所述岩心夹持器通过压力控制装置连接减压阀。

优选的，所述水力压裂输送装置包括依次连接的储箱，第一阀，增压泵和第一流量计；

所述储箱内装有压裂液和支撑剂的混合物，并且具有刻度；

储箱上方设有第一压力表和第一温度计。

优选的，抽真空装置包括第九阀和真空泵；真空泵通过第九阀和第八压力表与岩心夹持器的入口相连。

优选的，所述气体注入装置包括有三条支路：

第一条支路包括第一气瓶，第一气瓶的出口端依次连接有第一泵，第一储罐和第四阀；

第二条支路包括第二气瓶，第二气瓶的出口端依次连接有第五阀和第二储罐；

第三条支路包括第三气瓶，第三气瓶的出口端连接第二储罐，第二储罐连接恒速恒压泵；