CN109298007A - 多孔介质中油水含量的分析方法、分析装置及分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔介质中油水含量的分析方法、分析装置及分析系统，该方法包括：根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度，确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。本发明通过改变温度，控制多孔介质中的油和水处于不同的相态，可以提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及多孔介质中油水含量的分析方法、分析装置及分析系统。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
多孔介质中油和水含量的定量分析，对于油田开发具有重要指导意义。目前，对于多孔介质，大多是切片后通过铸体薄片、荧光显微镜、扫描电子显微镜、CT扫描等手段进行油和水含量的分析，但这些方法不仅破坏了多孔介质的原始状态，而且切片上下层之间孔隙相互干扰，导致确定的油和水含量的准确率较低。
因此，现有的多孔介质中油水含量的分析存在准确率低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种多孔介质中油水含量的分析方法，用以解决多孔介质中油水含量的分析存在的准确率低的问题，该方法包括：
根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度；
确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系；其中，水的拟合关系反映水的质量与水的质子自旋驰豫信号量之间的关系，油的拟合关系反映油的质量与油的质子自旋驰豫信号量之间的关系；
根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。
本发明实施例还提供一种多孔介质中油水含量的分析装置，用以解决多孔介质中油水含量的分析存在的准确率低的问题，该装置包括：
测定温度确定模块，用于根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度；
拟合关系确定模块，用于确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系；其中，水的拟合关系反映水的质量与水的质子自旋驰豫信号量之间的关系，油的拟合关系反映油的质量与油的质子自旋驰豫信号量之间的关系；
含量确定模块，用于根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。
本发明实施例还提供一种多孔介质中油水含量的分析系统，用以解决多孔介质中油水含量的分析存在的准确率低的问题，该系统包括：
上述任一实施例所述的多孔介质中油水含量的分析装置；以及
分别与多孔介质中油水含量的分析装置通信连接的多孔介质夹持器、低场核磁共振分析仪和低温恒温槽；
所述多孔介质夹持器，用于夹持多孔介质；
所述低场核磁共振分析仪，用于测定多孔介质中油水的质子自旋驰豫信号量；
所述低温恒温槽，用于控制多孔介质所处的温度。
本发明实施例中，首先根据油和水相变温度的差异确定不同的测定温度，在不同的测定温度下确定多孔介质中油和水的拟合关系，作为后续确定多孔介质中油水含量的判定基础，不同的测定温度可以有效将油和水进行区分，根据在不同的测定温度下测定的多孔介质中油水的质子自旋驰豫信号量，以及多孔介质中油的拟合关系、水的拟合关系，即可确定多孔介质中油的含量和水的含量。因此，本发明实施例，通过改变温度控制多孔介质中的油和水处于不同的相态，可以提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析方法的实现流程图；
图2为本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析方法中步骤103的实现流程图；
图3为本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析装置的功能模块图；
图4为本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析装置中含量确定模块303的模块结构图；
图5为本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析装置的架构示意图；
图6为本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析系统的架构示意图；
图7为本发明应用实施例温度与模拟矿化水和新疆某稀油的质子自旋驰豫信号量之间的关系曲线的示意图；
图8为本发明应用实施例在第一测定温度下模拟矿化水的拟合关系的示意图；
图9为本发明应用实施例在第二测定温度下新疆某稀油的拟合关系的示意图；
图10为本发明应用实施例多孔介质在第一测定温度下和在第二测定温度下的质子自旋驰豫信号量的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1示出了本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，多孔介质中油水含量的分析方法，其包括：
步骤101，根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度；
步骤102，确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系；其中，水的拟合关系反映水的质量与水的质子自旋驰豫信号量之间的关系，油的拟合关系反映油的质量与油的质子自旋驰豫信号量之间的关系；
步骤103，根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。
多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。可以说，多孔介质是由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所构成的物质。在一实施例中，可以通过密闭取心的方式获取多孔介质。密闭取心的方式是指在水基钻井液中取得的岩心基本不受钻井液的污染，能真实再现地层原始地质孔隙度、含油饱和度及水侵和含水率等资料。它是通过专用密闭取心工具和密闭液的共同作用来实现的一种特殊钻井取心工艺。例如，可以在新疆某地通过密闭取心的方式获得多孔介质。另外，还可以通过其他方式获取多孔介质，例如人造岩心或者岩心模型。
因此，在进一步的实施例中，多孔介质可以包括以下任意一种：贝雷岩心、人造岩心以及通过密闭取芯获得的天然岩心。进一步的，所述多孔介质为圆柱体天然岩心。更进一步的，所述圆柱体天然岩心的长度为5cm，直径为2.5cm。上述仅仅是示例性的说明，并不作为对本发明实施例的限制，本领域技术人员可以知晓的是，多孔介质还可以是除上述之外的其他多孔介质，例如石英填砂模型等；多孔介质还可以是长方体天然岩心或者正方体天然岩心；圆柱体天然岩心的参数还可以是除上述参数：长度为5cm，直径为2.5cm之外的其他参数，例如长度为6cm，直径为3cm，或者长度为8cm，直径为2.5cm，本发明对此并不做特别的限制。
多孔介质中的流体主要包括油和水，为了精确确定多孔介质中油和水的含量，首先需要确定多孔介质中油和水的相变温度。根据油和水的相变温度确定不同的测定温度。不同的测定温度可以使得水发生相变，即由液相状态变化为固相状态，而使得油保持液相状态不变，由此将油和水有效的区分开来。不同的测定温度，即第一测定温度和第二测定温度是根据油和水的相变温度确定的。
本领域技术人员可以理解的是，通过不同方式获得的多孔介质，或者在不同地区获得的不同的多孔介质，多孔介质中所包含的油和水的成分是有区别的，可以理解的是，不同的多孔介质中的流体(油和水)的相变温度是有区别的。例如，在新疆某地通过密闭取心获得的多孔介质中油和水的相变温度，和在四川某地通过密闭取心获得的多孔介质中油和水的相变温度就很有可能不同。因此，不同地区的多孔介质中流体的相变温度很可能不同。
另外，多孔介质中油和水的相变温度的差别越大，越容易将多孔介质中的油和水区分开来。实验表明，在多孔介质中油和水的相变温度相差较大时，若确定的第一测定温度和第二测定温度的差值大于10℃时，就很容易将多孔介质中的油和水区分开来，进而精确的确定多孔介质中油和水的含量；而在多孔介质中油和水的相变温度相差较小时，若确定的第一测定温度和第二测定温度的差值小于5℃时，不是很容易将多孔介质中的油和水区分开来，则不能够很精确的确定多孔介质中油和水的含量。
在具体确定多孔介质中油和水的相变温度时，可以通过模拟矿化水和稀油来模拟多孔介质中的油和水(详情请参见图7以及图7对应实施例的相关描述)。其中，用来模拟多孔介质中油和水的稀油和模拟矿化水的成分，尽可能的和多孔介质中油和水的成分保持一致，以精确模拟多孔介质中的油和水，进而通过模拟矿化水和稀油的相变温度确定多孔介质中油和水的相变温度和不同的测定温度。另外，还可以获取与多孔介质处于同一环境中的稀油和矿化水，与多孔介质处于同一环境中的稀油和矿化水的成分和多孔介质中的油和水的成分基本一致，因此，可以将与多孔介质处于同一环境的稀油和矿化水认为是与多孔介质中的油和水相同成分的油和水，进而将与多孔介质处于同一环境的稀油和矿化水的相变温度确定为多孔介质中油和水的相变温度，进而确定不同的测定温度。
在根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度后，在第一测定温度下对水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间的关系进行拟合，进而获得第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系。另外，在第二测定温度下对油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间的关系进行拟合，进而获得第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系。此处，依然可以将新疆某稀油和模拟矿化水(或者与多孔介质处于同一环境地的稀油和矿化水)看做是和多孔介质中油和水相同成分的油和水，进而新疆某稀油的拟合关系和模拟矿化水的拟合关系可以准确反映多孔介质中油的拟合关系和水的拟合关系。
在确定不同的测定温度以及油的拟合关系、水的拟合关系后，针对获取的多孔介质，在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量。此时在第一测定温度下，多孔介质中的油和水均为液相、且未发生相变，因此测定获得的是多孔介质中油和水的总的质子自旋驰豫信号量。将温度由第一测定温度调整至第二测定温度，此时在第二测定温度下，多孔介质中的水发生相变，由液相变化为固相，而油还保持液相，以此通过改变温度，控制多孔介质中的油和水处于不同的相态。此时，在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量。因此，可以有效的将多孔介质中的油和水区分开来，进而精确地测定多孔介质中油和水的含量。
根据反映油的质量和油的质子自旋驰豫信号量的油的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，即可确定多孔介质中油的含量。另外，可根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的总的质子自旋驰豫信号量，以及在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中水的质子自旋驰豫信号量，进而根据水的质子自旋驰豫信号量，以及在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。
在本发明实施例中，根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度，确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。在本发明实施例中，通过改变温度，控制多孔介质中的油和水处于不同的相态，可以将多孔介质中的油和水有效区分开，进而精确确定多孔介质中油和水的含量。因此，本发明实施例可以提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。另外，在对多孔介质中的油水含量进行分析的过程中，可以无需启停设备，实现对多孔介质中油水含量的在线分析。
在进一步的实施例中，步骤102中，确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系包括：
步骤：在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下水的质子自旋驰豫信号量，获取多组水拟合数据，水拟合数据包括水的质量以及与水的质量对应的水的质子自旋驰豫信号量；
步骤：根据多组水拟合数据确定水的拟合关系。
在根据油和水的相变温度确定第一测定温度后，在第一测定温度下对反映水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间的关系进行拟合。在第一测定温度下测定水的质子自旋驰豫信号量时，需要将多孔介质置于磁场强度中，在预设的磁场强度下测定水的质子自旋驰豫信号量。为了实现对水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间关系的拟合，需要获得多组水拟合数据，所述水拟合数据包括水的质量以及与水的质量对应的水的质子自旋驰豫信号量。因此，分别在第一测定温度和预设磁场强度下，测定多个不同质量条件下的水的质量对应的多个不同的水的质子自旋驰豫信号量，例如，分别测定质量为a1、a2、a3、a4、a5、a6···等质量条件下的水的质子自旋驰豫信号量，即获取多组水拟合数据，进而根据得到的多组水拟合数据对水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间关系进行拟合，获得水的拟合关系。可以理解的是，水拟合数据越多，拟合关系越准确。
在本发明实施例中，根据多组反映水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间关系的拟合数据进行拟合，获得水的拟合关系，得到的水的拟合关系可以有效反映多孔介质中水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间的关系。因此，可以进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
在进一步的实施例中，步骤102中，确定在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系包括：
步骤：在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下油的质子自旋驰豫信号量，得到多组油拟合数据，油拟合数据包括油的质量以及与油的质量对应的油的质子自旋驰豫信号量；
步骤：根据多组油拟合数据确定油的拟合关系。
在根据油和水的相变温度确定第二测定温度后，在第二测定温度下对反映油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间的关系进行拟合。在第二测定温度下测定油的质子自旋驰豫信号量时，仍需要将多孔介质置于磁场强度中，在预设的磁场强度下测定油的质子自旋驰豫信号量。为了实现对油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间关系的拟合，需要获得多组油拟合数据，所述油拟合数据包括油的质量以及与油的质量对应的油的质子自旋驰豫信号量。因此，分别在第二测定温度和预设磁场强度下，测定多个不同质量条件下的油的质量对应的多个不同的油的质子自旋驰豫信号量，例如，分别测定质量为b1、b2、b3、b4、b5、b6···等质量条件下的油的质子自旋驰豫信号量，即获取多组油拟合数据，进而根据得到的多组油拟合数据对油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间关系进行拟合，获得油的拟合关系。可以理解的是，油拟合数据越多，拟合关系越准确。
在本发明实施例中，根据多组反映油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间关系的拟合数据进行拟合，获得油的拟合关系，得到的油的拟合关系可以有效反映多孔介质中油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间的关系。因此，可以进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
在进一步的实施例中，所述预设磁场强度包括0.05-1.5特斯拉范围内的任一磁场强度。更进一步的，所述预设磁场强度包括0.1-1特斯拉范围内的任一磁场强度。再更进一步的，所述预设磁场强度为0.48特斯拉，即在测定多孔介质中油、水的质子自旋驰豫信号量的磁场强度优选为0.48特斯拉。
图2为本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析方法中步骤103的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图2所示，步骤103，根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量包括：
步骤201，控制温度至第一测定温度，在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量；
步骤202，控制温度至第二测定温度，在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量；
步骤203，根据在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量；
步骤204，根据在第一测定温度下测定的多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量、在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。
在对多孔介质中的油水含量进行分析的过程中，将多孔介质置于预设磁场强度下。首先，控制多孔介质所处的温度至第一测定温度，在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量。鉴于在第一测定温度下，多孔介质中的油和水均为液相，且均未发生相变，此时测定的多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量为多孔介质中油和水的总的质子自旋驰豫信号量。
然后，控制温度由第一测定温度至第二测定温度，在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量。鉴于在第二测定温度下，多孔介质中的水发生相变，由液相变化为固相，而多孔介质中的油保持液相不变。此时测定的多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量为多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量。
具体的，在控制温度由第一测定温度至第二测定温度的过程中，可以每隔预设时间间隔测定一次多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量，直至多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量不再发生变化。在这个过程中，多孔介质中水逐渐由液相变化为固相，多孔介质中水的质子自旋驰豫信号量逐渐减小，直至不再发生变化(此时，多孔介质中水的质子自旋驰豫信号量，对于多孔介质中油和水的总的质子自旋驰豫信号量可以忽略不计)。此时，在第二测定温度下，测定的多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量，即为多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量。
所述预设时间间隔为预先设定的时间间隔，例如，可以将预设时间间隔设定为5min，本领域技术人员可以知晓的是，也可将上述预设时间间隔设定为除上述5min之外的其他的时间间隔，例如3min，本发明对此不做特别的限制。
最后，在第二测定温度下获得多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量后，即可结合在第二测定温度下确定的油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量。在确定多孔介质中水的含量时，在第一测定温度下测定的多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，与在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量之间的差值，即为多孔介质中水的质子自旋驰豫信号量，进而结合水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。
在本发明实施例中，在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，根据在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量，根据在第一测定温度下测定的多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量、在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。因此，可以通过改变温度，控制多孔介质中的油和水处于不同的相态，进一步的提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
在对多孔介质中的油水含量进行分析的过程中，会存在对质子自旋驰豫信号量有影响的顺磁性物质，进而影响多孔介质中油水含量的分析结果。凡有未成对电子的分子，在外加磁场中必须沿磁场方向排列，分子的这种性质叫顺磁性，具有这种性质的物质称顺磁性物质。顺磁性物质是一种非铁磁性物质(如铂、铝、氧)，把它们移近磁场时可依磁场方向发生磁化，但很微弱，要用精密仪器才能测出。
因此，为了进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，在进一步的实施例中，在多孔介质中油水含量的分析过程中，顺磁性物质对多孔介质中油水的质子自旋驰豫信号量的影响小于1％。
为了进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，在进一步的实施例中，多孔介质中的油为含有氢质子(1H)的油。另外，多孔介质中的水肯定是含有氢质子(1H)的。
本发明实施例中还提供了一种多孔介质中油水含量的分析装置，如下面的实施例所述。由于这些装置解决问题的原理与多孔介质中油水含量的分析方法相似，因此这些装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图3示出了本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析装置的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
参考图3，所述多孔介质中油水含量的分析装置所包含的各个模块用于执行图1对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图1以及图1对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述多孔介质中油水含量的分析装置包括测定温度确定模块301、拟合关系确定模块302以及含量确定模块303。
所述测定温度确定模块301，用于根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度。
所述拟合关系确定模块302，用于确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系；其中，水的拟合关系反映水的质量与水的质子自旋驰豫信号量之间的关系，油的拟合关系反映油的质量与油的质子自旋驰豫信号量之间的关系。
所述含量确定模块303，用于根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。
在本发明实施例中，测定温度确定模块301根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度，拟合关系确定模块302确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，含量确定模块303根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。在本发明实施例中，通过改变温度，控制多孔介质中的油和水处于不同的相态，可以将多孔介质中的油和水有效区分开，进而精确确定多孔介质中油和水的含量。因此，本发明实施例可以提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。另外，在对多孔介质中的油水含量进行分析的过程中，可以无需启停设备，实现对多孔介质中油水含量的在线分析。
在进一步的实施例中，所述拟合关系确定模块302包括水拟合数据获取单元和水拟合关系确定单元。
所述水拟合数据获取单元，用于在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下水的质子自旋驰豫信号量，获取多组水拟合数据，水拟合数据包括水的质量以及与水的质量对应的水的质子自旋驰豫信号量。
所述水拟合关系确定单元，用于根据多组水拟合数据确定水的拟合关系。
在本发明实施例中，水拟合数据获取单元获取多组反映水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间关系的拟合数据，水拟合关系确定单元根据多组水拟合数据确定水的拟合关系，得到的水的拟合关系可以有效反映多孔介质中水的质量和水的质子自旋驰豫信号量之间的关系。因此，可以进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
在进一步的实施例中，所述拟合关系确定模块302包括油拟合数据获取单元和油拟合关系确定单元。
所述油拟合数据获取单元，用于在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下油的质子自旋驰豫信号量，获取多组油拟合数据，油拟合数据包括油的质量以及与油的质量对应的油的质子自旋驰豫信号量。
所述油拟合关系确定单元，用于根据多组油拟合数据确定油的拟合关系。
在本发明实施例中，油拟合数据获取单元获取多组反映油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间关系的拟合数据，油拟合关系确定单元根据多组油拟合数据确定油的拟合关系，得到的油的拟合关系可以有效反映多孔介质中油的质量和油的质子自旋驰豫信号量之间的关系。因此，可以进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
因此，为了进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，在进一步的实施例中，在多孔介质中油水含量的分析过程中，顺磁性物质对多孔介质中油水的质子自旋驰豫信号量的影响小于1％。
为了进一步提高多孔介质中油水含量分析的准确性，在进一步的实施例中，多孔介质中的油为含有氢质子(1H)的油。另外，多孔介质中的水肯定是含有氢质子(1H)的。
图4示出了本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析装置中含量确定模块303的模块结构，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
参考图4，所述含量确定模块303所包含的各个单元用于执行图2对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图2以及图2对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述含量确定模块303包括第一信号量测定单元401、第二信号量测定单元402、油含量确定单元403以及水含量确定单元404。
所述第一信号量测定单元401，用于控制温度至第一测定温度，在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量。
所述第二信号量测定单元402，控制温度至第二测定温度，在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量。
所述油含量确定单元403，用于根据在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量。
所述水含量确定单元404，用于根据在第一测定温度下测定的多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量、在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。
在本发明实施例中，第一信号量测定单元401在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，第二信号量测定单元402在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，油含量确定单元403根据在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量，水含量确定单元404根据在第一测定温度下测定的多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量、在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。因此，可以通过改变温度，控制多孔介质中的油和水处于不同的相态，进一步的提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。
图5示出了本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析装置的架构示意，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图5所示，在一种应用场景中，所述多孔介质中油水含量的分析方法应用一种多孔介质中油水含量的分析装置实现，该多孔介质中油水含量的分析装置可以为一种服务器端设备501。
在实际应用中，进行多孔介质中油水含量的分析的部分可以在服务器端执行，且该服务器端设备501分别与多孔介质夹持器502、低场核磁共振分析仪503和低温恒温槽504通信连接，所述服务器端设备501从多孔介质夹持器502、低场核磁共振分析仪503和低温恒温槽504获取用于分析多孔介质中油水含量的数据。例如，所述服务器端设备501控制多孔介质夹持器502夹持固定多孔介质；所述服务器端设备501控制低场核磁共振分析仪503获得在第一测定温度和第二测定温度等条件下下多孔介质中流体(油、水)的质子自旋弛豫信号量；所述服务器端设备501控制低温恒温槽504改变多孔介质所处的温度。
在对多孔介质中的油水含量进行分析时，所述服务器端设备501根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度，所述服务器端设备501确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，所述服务器端设备501根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。
在一实施例中，所述多孔介质夹持器502可以采用上海纽迈科技有限公司生产的特制的多孔介质夹持器，该特制的多孔介质夹持器的使用温度为-80℃至100℃，且该特制的多孔介质夹持器不含有氢质子(1H)，同时为了减小甚至消除顺磁性物质对多孔介质中的油水含量分析的影响，该特制的多孔介质夹持器也不含有顺磁性物质。所述低场核磁共振分析仪503可以采用上海纽迈科技有限公司生产的型号为MesoMR23-060H-HTHP的低场核磁共振分析仪，且其磁场强度为0.48T，所述低温恒温槽504可以采用宁波立诚仪器有限公司生产的型号为DC-5010的低温恒温槽。另外，上述的多孔介质夹持器502、低场核磁共振分析仪503以及低温恒温槽504的型号及连接关系仅为一种示例性说明，在实际应用中，上述低场核磁共振分析仪503和低温恒温槽504可以为一种能够实现二者功能的集成装置，该集成装置也与所述服务器端设备501通信连接。
图6示出了本发明实施例提供的多孔介质中油水含量的分析系统的架构示意，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图6所示，在一种应用场景中，所述服务器端设备501、多孔介质夹持器502、低场核磁共振分析仪503和低温恒温槽504也构成一种多孔介质中油水含量的分析系统的基本架构。基于该架构，可以在实验室中完成多孔介质中油水含量的分析。当然，在该实验系统中，还可以包含有其他设备，例如温度传感器等，具体可以根据分析要求及现有各设备的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本申请对此不作限定。
为更进一步的说明本方案，本发明还提供对多孔介质中油水含量的分析方法的应用实例，应用实例以在新疆某地通过密闭取心获取的多孔介质为例，对多孔介质中油水含量的分析过程进行了进一步的说明，详述如下。
多孔介质中油水含量的分析过程用到的实验仪器如下：
(1)特制的多孔介质夹持器，上海纽迈科技有限公司生产，使用温度为-80℃至100℃，不含有氢质子(1H)，也不含有顺磁性物质。
(2)低场核磁共振分析仪，上海纽迈科技有限公司生产，MesoMR23-060H-HTHP，磁场强度为0.48T。
(3)低温恒温槽，宁波立诚仪器有限公司生产，型号为DC-5010。
另外，实验用多孔介质为新疆某砂砾岩岩心样品，岩心样品为长度为5cm，直径为2.5cm的圆柱体岩心样品。模拟矿化水为蒸馏水配制的模拟矿化水，矿化度为4392mg/L。模拟矿化水的成分和多孔介质中水的成分可以认为是相同的。实验用油为新疆某稀油，该新疆某稀油的成分与多孔介质中油的成分可以认为是一致的。
图7为本发明应用实施例温度与模拟矿化水和新疆某稀油的质子自旋驰豫信号量之间的关系曲线的示意。从图7中可以看到，实验得出的模拟矿化水的相变温度为0℃，新疆某稀油的相变温度并不在-35℃至25℃的区间范围内(通过实验得出该新疆某稀油的相变温度为30℃，图7未示出)。另外，模拟矿化水在相变温度0℃时，模拟矿化水的质子自旋驰豫信号量快速下降，在低于-15℃时，模拟矿化水的质子自旋驰豫信号量基本为0，此时只显示仪器噪声。另外，在5℃至25℃的温度区间内，模拟矿化水和是该新疆某稀油的质子自旋驰豫信号量基本不再变化。此时，确定第一测定温度为25℃，第二测定温度为-15℃。
图8为本发明应用实施例提供的在第一测定温度下模拟矿化水的拟合关系的示意图。在确定模拟矿化水的拟合关系时，在第一测定温度25℃下，准确称取0.1g、0.6g、1g、2g以及3g的模拟矿化水，装入体积为20ml的玻璃空瓶中，分别测定空瓶(基底)的质子自旋驰豫信号量，以及包含上述不同质量模拟矿化水的质子自旋驰豫信号量，进而绘制曲线图，得到模拟矿化水的拟合关系(即多孔介质中水的拟合关系)：y＝2905x+61.88(R2＝1)。其中，x为模拟矿化水的质量，y为质子自旋驰豫信号量，R2为实验数据曲线和拟合曲线的标准偏差，标准偏差越接近于1，表明拟合曲线和实验数据曲线越一致，拟合曲线越能准确表示实验数据曲线。
图9为本发明应用实施例提供的在第二测定温度下新疆某稀油的拟合关系的示意图。在确定新疆某稀油的拟合关系时，在第二测定温度-15℃下，准确称取0.48g、1g、30.5g、5.1g以及8.09g的新疆某稀油，装入体积为20ml的玻璃空瓶中，分别测定空瓶(基底)的质子自旋驰豫信号量，以及包含上述不同质量新疆某稀油的质子自旋驰豫信号量，进而绘制曲线图，得到新疆某稀油的拟合关系(即多孔介质中油的拟合关系)：y＝2058x-154.8(R2＝0.994)。
图10为本发明应用实施例提供的多孔介质在第一测定温度下和在第二测定温度下的质子自旋驰豫信号量的示意图。
在对多孔介质中的油水含量进行分析的过程中，选取密闭取心的新疆某砂砾岩的圆柱体岩心样品，将多孔介质置于多孔介质夹持器中，且多孔介质夹持器位于低场核磁共振分析仪的磁场中。控制低温恒温槽，使得多孔介质所处的环境温度为第一测定温度25℃，在第一测定温度25℃下测定多孔介质中全部流体(油和水)质子自旋驰豫信号量A油+水＝21285，A油+水为图10所示的“油和水的质子自旋驰豫信号量”曲线(包含两个驼峰峰值信号)在第一象限沿横轴(横向弛豫时间)所包含的面积。
然后，控制改变低温恒温槽的温度由25℃下降至-15℃。在温度改变的过程中，每隔5分钟测定一次多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量，直至多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量不再变化，说明多孔介质中的水已完全凝固，由液相变化为固相，最后一次测定的质子自旋驰豫信号量(即在第二测定温度下测定的多孔介质中流体(油)的质子自旋驰豫信号量)为A油＝11491，A油为图10所示的“油的质子自旋驰豫信号量”曲线(包含一个驼峰峰值信号)在第一象限沿横轴(横向弛豫时间)所包含的面积。
最后，根据油的拟合曲线y＝2058x-154.8，以及A油＝11491(此时，A油即为公式中的y)，得到m油＝5.66g。多孔介质中水的质子自旋驰豫信号量A水＝A油+水-A油＝9794，再根据水的拟合曲线y＝2905x+61.88，以及A水＝9794，得到m水＝3.35g。
通过密闭取心方式获得的多孔介质中油水含量的分析结果表明，利用多孔介质中油和水的相变温度差异，通过改变环境温度，在不同的测定温度下测定多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量，可以实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析，提高多孔介质中油水含量分析的准确性。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述多孔介质中油水含量的分析方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述多孔介质中油水含量的分析方法的计算机程序。
综上所述，本发明实施例，根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度，确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。在本发明实施例中，通过改变温度，控制多孔介质中的油和水处于不同的相态，可以将多孔介质中的油和水有效区分开，进而精确确定多孔介质中油和水的含量。因此，本发明实施例可以提高多孔介质中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质中油水含量的无损、定量分析。另外，在对多孔介质中的油水含量进行分析的过程中，可以无需启停设备，实现对多孔介质中油水含量的在线分析。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和或方框图中的每一流程和或方框、以及流程图和或方框图中的流程和或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种多孔介质中油水含量的分析方法，其特征在于，包括：
根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度；
确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系；其中，水的拟合关系反映水的质量与水的质子自旋驰豫信号量之间的关系，油的拟合关系反映油的质量与油的质子自旋驰豫信号量之间的关系；
根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。
2.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系包括：
在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下水的质子自旋驰豫信号量，获取多组水拟合数据，水拟合数据包括水的质量以及与水的质量对应的水的质子自旋驰豫信号量；
根据多组水拟合数据确定水的拟合关系。
3.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，确定在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系包括：
在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下油的质子自旋驰豫信号量，得到多组油拟合数据，油拟合数据包括油的质量以及与油的质量对应的油的质子自旋驰豫信号量；
根据多组油拟合数据确定油的拟合关系。
4.如权利要求2或3所述的分析方法，其特征在于，所述预设磁场强度包括0.05-1.5特斯拉范围内的任一磁场强度。
5.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量包括：
控制温度至第一测定温度，在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量；
控制温度至第二测定温度，在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量；
根据在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量；
根据在第一测定温度下测定的多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量、在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。
6.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，在多孔介质中油水含量的分析过程中，顺磁性物质对多孔介质中油水的质子自旋驰豫信号量的影响小于1％。
7.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，多孔介质中的油为含有氢质子的油。
8.一种多孔介质中油水含量的分析装置，其特征在于，包括：
测定温度确定模块，用于根据多孔介质中油和水的相变温度确定第一测定温度和第二测定温度；
拟合关系确定模块，用于确定在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系；其中，水的拟合关系反映水的质量与水的质子自旋驰豫信号量之间的关系，油的拟合关系反映油的质量与油的质子自旋驰豫信号量之间的关系；
含量确定模块，用于根据在第一测定温度下多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质中油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量和水的含量。
9.如权利要求8所述的分析装置，其特征在于，拟合关系确定模块包括：
水拟合数据获取单元，用于在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下水的质子自旋驰豫信号量，获取多组水拟合数据，水拟合数据包括水的质量以及与水的质量对应的水的质子自旋驰豫信号量；
水拟合关系确定单元，用于根据多组水拟合数据确定水的拟合关系。
10.如权利要求8所述的分析装置，其特征在于，拟合关系确定模块包括：
油拟合数据获取单元，用于在预设磁场强度下分别测定不同质量条件下油的质子自旋驰豫信号量，获取多组油拟合数据，油拟合数据包括油的质量以及与油的质量对应的油的质子自旋驰豫信号量；
油拟合关系确定单元，用于根据多组油拟合数据确定油的拟合关系。
11.如权利要求9或10所述的分析装置，其特征在于，所述预设磁场强度包括0.05-1.5特斯拉范围内的任一磁场强度。
12.如权利要求8所述的分析装置，其特征在于，含量确定模块包括：
第一信号量测定单元，用于控制温度至第一测定温度，在第一测定温度下测定多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量；
第二信号量测定单元，控制温度至第二测定温度，在第二测定温度下测定多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量；
油含量确定单元，用于根据在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中油的含量；
水含量确定单元，用于根据在第一测定温度下测定的多孔介质中油和水的质子自旋驰豫信号量、在第二测定温度下测定的多孔介质中油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中水的含量。
13.如权利要求8所述的分析装置，其特征在于，在多孔介质中油水含量的分析过程中，顺磁性物质对多孔介质中油水的质子自旋驰豫信号量的影响小于1％。
14.如权利要求8所述的分析装置，其特征在于，多孔介质中的油为含有氢质子的油。
15.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一所述方法的计算机程序。
17.一种多孔介质中油水含量的分析系统，其特征在于，所述分析系统包括如权利要求8至14任意一项所述的多孔介质中油水含量的分析装置；以及
分别与多孔介质中油水含量的分析装置通信连接的多孔介质夹持器、低场核磁共振分析仪和低温恒温槽；
所述多孔介质夹持器，用于夹持多孔介质；
所述低场核磁共振分析仪，用于测定多孔介质中油水的质子自旋驰豫信号量；
所述低温恒温槽，用于控制多孔介质所处的温度。
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