CN109298008A - 多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法、装置及系统，该分析方法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，在多孔介质处于饱和油状态下，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，及多孔介质驱替过程中油的拟合关系、水的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。在本发明中，通过改变温度控制饱和油和束缚水处于不同的相态，提高油水含量分析的准确性，实现对油水含量的定量分析；分析过程无需反复启停设备，实现油水含量的在线分析，提高多孔介质驱替过程中油水含量分析的效率。

Description

多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法、装置及系统。

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。

多孔介质驱替过程中油水含量的定量分析，对于油田开发具有重要指导意义。目前，对于多孔介质驱替过程中油水含量的分析，一般通过多孔介质物模实验或可视化微观驱替实验，对驱替过程多孔介质中的油水组分含量进行分析。然而，多孔介质物模实验耗时较长，可视化微观驱替所用到的刻蚀模型仅二维模拟油藏条件，无法准确反映真实的油藏条件，导致确定的油水组分含量的准确率较低。另外，在分析的过程中，还需要多次启停设备，导致分析时间较长、效率较低。

因此，现有的多孔介质驱替过程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驱替过程中油水含量的分析方法，用以解决现有的多孔介质驱替过程中油水含量的分析存在的准确率低、效率低的问题，该方法包括：

根据多孔介质驱替过程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驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系；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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。

本发明实施例还提供一种多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置，用以解决现有的多孔介质驱替过程中油水含量的分析存在的准确率低、效率低的问题，该装置包括：

测定温度确定模块，用于根据多孔介质驱替过程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驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系；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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。

本发明实施例还提供一种多孔介质驱替过程中油水含量的分析系统，用以解决现有的多孔介质驱替过程中油水含量的分析存在的准确率低、效率低的问题，该系统包括：

上述任一实施例所述的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置；以及

与多孔介质驱替过程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，在多孔介质处于饱和油状态下，根据在不同的测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。本发明实施例中，通过改变温度，控制多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水处于不同的相态，可以有效将饱和油和束缚水进行区分，提高多孔介质驱替过程中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中油水含量的定量分析。另外，在对多孔介质驱替过程中油水含量分析的过程中，无需反复启停分析设备，可以实现多孔介质驱替过程中油水含量的在线分析，提高多孔介质驱替过程中油水含量分析的效率。

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驱替过程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驱替过程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驱替过程中油水含量的分析方法的另一实现流程图；

图4为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤303的实现流程图；

图5为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤402的实现流程图；

图6为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置的功能模块图；

图7为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置中含量确定模块603的模块结构图；

图8为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置的另一功能模块图；

图9为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置中驱油效率确定模块803的模块结构图；

图10为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置中残余油含量确定单元902的模块结构图；

图11为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置的架构示意图；

图12为本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析系统的架构示意图；

图13为本发明应用实施例温度与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14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15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16为本发明应用实施例提供的多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量、以及束缚水的质子自旋驰豫信号量的示意图；

图17为本发明应用实施例提供的驱油效率拟合曲线的示意图。

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驱替过程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，多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法，其包括：

步骤101，根据多孔介质驱替过程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驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系；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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。

驱替实验(即驱替过程)是指在一定温度、压力下，用油或水以一定的流量，利用渗透作用置换水或油的实验过程，一般用来测量多孔介质的孔隙度，或测定采油性能。

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。

在对多孔介质进行驱替实验时，首先需要将多孔介质在特定温度下烘干和抽真空，例如在80℃在烘干24小时，抽真空8小时，将多孔介质中的流体驱除出去，然后将烘干和抽真空的多孔介质置于预设围压下，在预设围压下向烘干和抽真空后的多孔介质中注入水，直至多孔介质处于饱和水状态，再向多孔介质中注入油，利用注入的油对先前注入的水进行驱替，直至多孔介质处于饱和油状态，此时，多孔介质中的流体包括饱和油和束缚水，以此进行多孔介质的驱替实验。

在进一步的实施例中，向多孔介质中注入水包括：以第一预设速率向多孔介质中注入水；和或，向多孔介质中注入油包括：以第二预设速率向多孔介质中注入油。

其中，所述预设围压为预先设定的围压，可以根据实际情况具体设定。所述第一预设速率和/或所述第二预设速率为预先设定的注入速率，例如，所述第一预设速率和所述第二预设速率可以分别设定为0.05ml/min和0.02ml/min。本领域技术人员可以理解的是，还可将所述第一预设速率和所述第二预设速率设定为除上述0.05ml/min和0.02ml/min之外的其他植入速率，例如0.08ml/min和0.06ml/min，上述注入速率仅为示例性说明，并不作为对本发明的具体限定。

多孔介质驱替过程中采用的油和水，可以使用不同成分的油和不同矿化度的水。具体可以根据实际情况自由选择。例如，可以使用新疆地区某稀油和采用蒸露水配制模拟矿化水，或者可以采用四川某地区稀油，以及与通过密闭取心获得的多孔介质处于同一环境的水。为了精确确定多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水的含量，首先需要确定多孔介质驱替过程中采用的油和水的相变温度，根据油和水的相变温度确定不同的测定温度。通过控制温度变化，控制多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水处于不同的相态，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，多孔介质驱替过程中采用不同的的油和不同的水，其相变温度时不同的。另外，多孔介质驱替过程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，在多孔介质驱替过程中油和水的相变温度相差较大时，例如差值大于10℃时，就很容易将多孔介质驱替过程中的油和水区分开来，进而精确的确定多孔介质驱替过程中油和水的含量；而在多孔介质驱替过程中油和水的相变温度相差较小时，例如差值小于5℃时，不是很容易将多孔介质驱替过程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。

在根据多孔介质驱替过程中采用的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驱替过程中水的拟合关系。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驱替过程中油的拟合关系。

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驱替过程中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量。此时在第一测定温度下，多孔介质中的饱和油和束缚水均为液相、且未发生相变，因此测定获得的是多孔介质中饱和油和束缚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，多孔介质中的束缚水发生相变，由液相变化为固相，而饱和油还保持液相，以此通过改变温度，控制多孔介质中的饱和油和束缚水处于不同的相态。此时，在第二测定温度下测定多孔介质中饱和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饱和油和束缚水区分开来，进而精确地测定多孔介质中饱和油和束缚水的含量。

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饱和油的质子自旋驰豫信号量，即可确定多孔介质中饱和油的含量。另外，可根据在第一测定温度下多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中束缚水的质子自旋驰豫信号量，进而根据束缚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，确定多孔介质中束缚水的含量。

在本发明实施例中，根据多孔介质驱替过程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驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，根据在第一测定温度下多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。在本发明实施例中，通过改变温度，控制多孔介质驱替过程中的饱和油和束缚水处于不同的相态，可以将多孔介质驱替过程中的饱和油和束缚水有效区分开，进而精确确定多孔介质中饱和油和束缚水的含量，可以提高多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中饱和油、束缚水含量的无损、定量分析。另外，在对多孔介质驱替过程中的饱和油、束缚水含量进行分析的过程中，可以无需启停设备，实现对多孔介质驱替过程中饱和油、束缚水含量的在线分析。

在进一步的实施例中，多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤102，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。

此处的水即为在多孔介质驱替过程中采用的水。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驱替过程中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中油水含量的无损、定量分析。

在进一步的实施例中，多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤102，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。

此处的油即为在多孔介质驱替过程中采用的油。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驱替过程中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中油水含量的无损、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，即在测定多孔介质驱替过程中饱和油、束缚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示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤103的实现流程，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略，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：

在进一步的实施例中，如图2所示，步骤103，根据在第一测定温度下多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量，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饱和油和束缚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饱和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饱和油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量；

步骤204，根据在第一测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号，以及水的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的束缚水的含量。

在对多孔介质驱替过程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，在多孔介质处于饱和油的状态下，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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量。鉴于在第一测定温度下，多孔介质中的饱和油和束缚水均为液相，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饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号量。鉴于在第二测定温度下，多孔介质中的束缚水发生相变，由液相变化为固相，而多孔介质中的饱和油保持液相不变。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饱和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，多孔介质中束缚水逐渐由液相变化为固相，多孔介质中束缚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，多孔介质中束缚水的质子自旋驰豫信号量，对于多孔介质中饱和油和束缚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，即为多孔介质中饱和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饱和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，确定多孔介质中饱和油的含量。在确定多孔介质中饱和水的含量时，在第一测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号量之间的差值，即为多孔介质中束缚水的质子自旋驰豫信号量，进而结合水的拟合关系，确定多孔介质中束缚水的含量。

在本发明实施例中，在第一测定温度下测定多孔介质中饱和油和束缚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饱和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饱和油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中饱和油的含量，根据在第一测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中束缚水的含量。因此，可以通过改变温度，控制多孔介质中的饱和油和束缚水处于不同的相态，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。

图3示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法的另一实现流程，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略，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：

在进一步的实施例中，如图3所示，在上述图1所述的基础上，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法还包括：

步骤301，在第一测定温度下测定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的质子自旋驰豫信号量；

步骤302，根据水的拟合关系以及多孔介质在饱和水状态下的饱和水的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的含量。

在对多孔介质进行驱替实验的过程中，多孔介质在饱和油状态之前，存在一饱和水状态。即在预设围压下向烘干和抽真空后的多孔介质中注入水，直至多孔介质处于饱和水状态。在对多孔介质驱替过程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。在多孔介质处于饱和水的状态下，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在饱和水状态下的饱和水的质子自旋驰豫信号量。鉴于在第一测定温度下，多孔介质中的饱和水为液相，此时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饱和水的质子自旋驰豫信号量。在第一测定温度下获得多孔介质中饱和水的质子自旋驰豫信号量后，即可结合在第一测定温度下确定的水的拟合关系，确定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的含量。

在进一步的实施例中，如图3所示，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法还包括：

步骤303，向多孔介质中注入不同注入量的水，分别确定在不同注入量时的驱油效率。

在多孔介质处于饱和油状态下，可以通过向处于饱和油状态的多孔介质中分别注入不同注入量的水，利用注入的水来驱替多孔介质中的油，以此确定在不同注入量时的驱油效率。例如，在多孔介质处于饱和油状态下，分别向处于饱和油状态的多孔介质注入c1、c2、c3、c4、c5以及c6注入量的水，并分别确定在注入c1、c2、c3、c4、c5以及c6注入量时对应的驱油效率d1、d2、d3、d4、d5以及d6。

在进一步的实施例中，如图3所示，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法还包括：

步骤304，获取多组驱油效率拟合数据，驱油效率拟合数据包括注入量以及与注入量对应的驱油效率；

步骤305，根据多组驱油效率拟合数据确定驱油效率拟合曲线，驱油效率拟合曲线反映注入量以及与注入量对应的驱油效率之间的关系；

步骤306，根据驱油效率拟合曲线确定饱和驱油效率以及与饱和驱油效率对应的注入量。

为了实现对注入量和与注入量对应的驱油效率之间关系的拟合，需要获得多组驱油效率拟合数据，所述驱油效率拟合数据包括注入量和与注入量对应的驱油效率。因此，在多孔介质处于饱和油的状态下，分别向多孔介质中注入不同注入量的水，并确定在不同注入量时的驱油效率，即获得了多组驱油效率拟合数据。例如，分别向处于饱和油状态的多孔介质注入c1、c2、c3、c4、c5以及c6注入量的水，并分别确定在注入c1、c2、c3、c4、c5以及c6注入量时对应的驱油效率d1、d2、d3、d4、d5以及d6。然后，根据多组驱油效率拟合数据对注入量以及与注入量对应的驱油效率之间的关系进行拟合，确定驱油效率拟合曲线。可以清楚的是，驱油效率拟合数据越多，拟合效果越好。

在此过程中，驱油效率是存在饱和状态的，即在注入量达到一定程度再加大注入量时，驱油效率并不会产生较大的变化，而是维持在一个基本都稳定的状态，这个基本稳定的状态即为驱油效率的饱和状态，即饱和驱油效率。则根据驱油效率拟合曲线确定饱和驱油效率以及与饱和驱油效率对应的注入量。首次出现饱和驱油效率所对应的注入量即为临界注入量，即饱和驱油效率对应的注入量，在注入量为临界注入量时，驱油效率首次达到饱和状态，进一步的加大注入量，驱油效率不会再发生大的变化，达到基本稳定，维持在饱和驱油效率。

在本发明实施例中，获取多组驱油效率拟合数据，可以根据多组驱油效率拟合数据确定驱油效率拟合曲线，进而根据驱油效率拟合曲线确定饱和驱油效率以及与饱和驱油效率对应的注入量，可以提高多孔介质驱替过程中驱油效率分析的准确性，驱油效率表明了在注入不同注入量时，在多孔介质的孔隙中驱替和清洗油的程度，其对于油田开发具有重要指导意义。

图4示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤303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：

在进一步的实施例中，如图4所示，多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤303，向多孔介质中注入不同注入量的水，分别确定在不同注入量时的驱油效率包括：

步骤401，向多孔介质中注入指定注入量的水；

步骤402，确定在第二测定温度下多孔介质中残余油的含量；

步骤403，根据多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和多孔介质中残余油的含量，确定注入指定注入量时的驱油效率。

重复上述步骤401至403，确定不同注入量时的驱油效率。

在确定驱油效率时，首先向处于饱和油状态下的多孔介质中注入指定注入量的水，利用注入的水将处于饱和油状态下的多孔介质中的油进行驱替，即水驱油的驱替过程。在注入指定注入量的水后，多孔介质中的油被驱替出一部分。但多孔介质中仍然还保留有部分的油，即多孔介质中的残余油。此时，控制温度调整至第二测定温度，以使注入的水由液相变化为固相，在第二测定温度下，多孔介质中的残余油仍为液相状态，此时确定在第二测定温度下多孔介质中残余油的含量，进而根据多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和多孔介质中残余油的含量，确定注入指定注入量时的驱油效率，其中，驱油效率等于饱和油的含量与残余油的含量的差值与饱和油的含量的比值。例如，假设驱油效率为d，饱和油的含量为m_饱和油，残余油的含量为m_残余油，则驱油效率d＝(m_饱和油-m_残余油)/m_饱和油。

图5示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤402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5所示，多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法中步骤402，确定在第二测定温度下多孔介质中残余油的含量，包括：

步骤501，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残余油的质子自旋驰豫信号量；

步骤502，根据油的拟合关系以及在第二测定温度下测定的多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中残余油的含量。

在确定多孔介质中残余油的含量时，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残余油的质子自旋驰豫信号量。鉴于在第二测定温度时，多孔介质中的水由液相变化为固相，而多孔介质中的油仍然为液相，此时测定的多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量，即为多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量。进而结合油的拟合关系，确定多孔介质中残余油的含量。

在本发明实施例中，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残余油的质子自旋驰豫信号量，根据油的拟合关系以及在第二测定温度下测定的多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中残余油的含量，可以进一步提高多孔介质驱替过程中油水含量分析的准确性。

本发明实施例中还提供了一种多孔介质驱替过程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驱替过程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6示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程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6，所述多孔介质驱替过程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，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置包括测定温度确定模块601、拟合关系确定模块602以及含量确定模块603。

所述测定温度确定模块601，用于根据多孔介质驱替过程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602，用于确定在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系；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603，用于根据在第一测定温度下多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。

在本发明实施例中，测定温度确定模块601根据多孔介质驱替过程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602确定在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，含量确定模块603根据在第一测定温度下多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。在本发明实施例中，通过改变温度，控制多孔介质驱替过程中的饱和油和束缚水处于不同的相态，可以将多孔介质驱替过程中的饱和油和束缚水有效区分开，进而精确确定多孔介质中饱和油和束缚水的含量，提高多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中饱和油、束缚水含量的无损、定量分析。另外，在对多孔介质驱替过程中的饱和油、束缚水含量进行分析的过程中无需启停设备，实现对多孔介质驱替过程中饱和油、束缚水含量的在线分析。

在进一步的实施例中，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置还包括：状态控制模块。

所述状态控制模块，用于在预设围压下向烘干和抽真空后的多孔介质中注入水，直至多孔介质处于饱和水状态，再向多孔介质中注入油，直至多孔介质处于饱和油状态。

在进一步的实施例中，状态控制模块包括：注水速率控制单元和注油速率控制单元。

所述注水速率控制单元，用于以第一预设速率向多孔介质中注入水；和或

所述注油速率控制单元，用于以第二预设速率向多孔介质中注入油。

在进一步的实施例中，所述拟合关系确定模块602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，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驱替过程中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中油水含量的无损、定量分析。

在进一步的实施例中，所述拟合关系确定模块602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，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驱替过程中油水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中油水含量的无损、定量分析。

图7示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置中含量确定模块603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7，所述含量确定模块603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603包括第一信号量测定单元701、第二信号量测定单元702、饱和油含量确定单元703以及束缚水含量确定单元704。

所述第一信号量测定单元701，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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量。

所述第二信号量测定单元702，用于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饱和油的质子自旋驰豫信号量。

所述饱和油含量确定单元703，用于根据在第二测定温度下测定的多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量。

所述束缚水含量确定单元704，用于根据在第一测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号，以及水的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的束缚水的含量。

在本发明实施例中，第一信号量测定单元701在第一测定温度下测定多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，第二信号量测定单元702在第二测定温度下测定多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，饱和油含量确定单元703根据在第二测定温度下测定的多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质中饱和油的含量，束缚水含量确定单元704根据在第一测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号量以及水的拟合关系，确定多孔介质中束缚水的含量。因此，可以通过改变温度，控制多孔介质中的饱和油和束缚水处于不同的相态，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8示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置的另一功能模块，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：

在进一步的实施例中，参考图8，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置所包含的各个模块用于执行图3对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图3以及图3对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，在上述图6所示功能模块的基础上，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置还包括信号量测定模块801和饱和水含量确定模块802。

所述信号量测定模块801，用于在第一测定温度下测定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的质子自旋驰豫信号量。

所述饱和水含量确定模块802，用于根据水的拟合关系以及多孔介质在饱和水状态下的饱和水的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的含量。

在进一步的实施例中，如图8所示，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置还包括驱油效率确定模块803。

所述驱油效率确定模块803，用于向多孔介质中注入不同注入量的水，分别确定在不同注入量时的驱油效率。

在进一步的实施例中，如图8所示，所述多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置还包括拟合数据获取模块804、拟合曲线确定模块805以及饱和确定模块806。

所述拟合数据获取模块804，用于获取多组驱油效率拟合数据，驱油效率拟合数据包括注入量以及与注入量对应的驱油效率。

所述拟合曲线确定模块805，用于根据多组驱油效率拟合数据确定驱油效率拟合曲线，驱油效率拟合曲线反映注入量以及与注入量对应的驱油效率之间的关系。

所述饱和确定模块806，用于根据驱油效率拟合曲线确定饱和驱油效率以及与饱和驱油效率对应的注入量。

在本发明实施例中，拟合数据获取模块804获取多组驱油效率拟合数据，拟合曲线确定模块805可以根据多组驱油效率拟合数据确定驱油效率拟合曲线，进而饱和确定模块806根据驱油效率拟合曲线确定饱和驱油效率以及与饱和驱油效率对应的注入量，可以提高多孔介质驱替过程中驱油效率分析的准确性，驱油效率表明了在注入不同注入量时，在多孔介质的孔隙中驱替和清洗油的程度，其对于油田开发具有重要指导意义。

图9示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置中驱油效率确定模块803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：

在进一步的实施例中，参考图9，所述驱油效率确定模块803所包含的各个单元用于执行图4对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图4以及图4对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述驱油效率确定模块803包括注水量控制单元901、残余油含量确定单元902以及驱油效率确定单元903。

所述注水量控制单元901，用于向多孔介质中注入指定注入量的水。

所述残余油含量确定单元902，用于确定在第二测定温度下多孔介质中残余油的含量。

所述驱油效率确定单元903，用于根据多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和多孔介质中残余油的含量，确定注入指定注入量时的驱油效率。

图10示出了本发明实施例提供的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置残余油含量确定单元902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：

在进一步的实施例中，参考图10，所述残余油含量确定单元902所包含的各个子单元用于执行图5对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图5以及图5对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述残余油含量确定单元902包括信号量测定子单元1001和残余油含量确定子单元1002。

所述信号量测定子单元1001，用于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残余油的质子自旋驰豫信号量。

所述残余油含量确定子单元1002，用于根据油的拟合关系以及在第二测定温度下测定的多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中残余油的含量。

在本发明实施例中，信号量测定子单元1001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残余油的质子自旋驰豫信号量，残余油含量确定子单元1002根据油的拟合关系以及在第二测定温度下测定的多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中残余油的含量，可以进一步提高多孔介质驱替过程中油水含量分析的准确性。

图11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11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1101。

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1101分别与多孔介质夹持器1102、低场核磁共振分析仪1103和低温恒温槽1104通信连接，所述服务器端设备1101从多孔介质夹持器1102、低场核磁共振分析仪1103和低温恒温槽1104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1101控制多孔介质夹持器1102夹持固定多孔介质；所述服务器端设备1101控制低场核磁共振分析仪1103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1101控制低温恒温槽1104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1101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1101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1101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1102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1003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1004可以采用宁波立诚仪器有限公司生产的型号为DC-10010的低温恒温槽。另外，上述的多孔介质夹持器1102、低场核磁共振分析仪1103以及低温恒温槽1104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1103和低温恒温槽1104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1101通信连接。

图12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12所示，在一种应用场景中，所述服务器端设备1101、多孔介质夹持器1102、低场核磁共振分析仪1103和低温恒温槽1104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。

(4)高温高压驱替装置，南通华兴石油仪器有限公司生产，型号为MR-dd。

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。多孔介质驱替过程中采用的实验用油为新疆某稀油，采用的水为模拟矿化水，模拟矿化水为蒸馏水配制的模拟矿化水，矿化度为4392mg/L。

图13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13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13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14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15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16为本发明应用实施例提供的多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量、以及束缚水的质子自旋驰豫信号量的示意图。

在对多孔介质驱替过程中油水含量进行分析时，选取新疆某砂砾岩的圆柱体岩心样品，在80℃下烘干24小时，抽真空8小时，将多孔介质中的流体驱除干净。然后向多孔介质中注入模拟矿化水，直到多孔介质达到饱和水状态，将多孔介质(新疆某砂砾岩)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℃下测定多孔介质中饱和水的质子自旋驰豫信号量A_饱和水＝30373。再根据水的拟合曲线y＝2905x+61.88，以及A_饱和水＝30373，得到多孔介质在饱和水状态下的饱和水的含量为m_饱和水＝10.56g。

以0.02ml/min的速率向多孔介质中注入新疆某稀油，利用注入的新疆某稀油对多孔介质中的模拟矿化水进行驱替，在驱替过程中每隔5min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，测得此时的质子自旋驰豫信号量A_{饱和油+束缚水}＝35517。此时多孔介质已处于饱和油状态，在第一测定温度下，多孔介质中的新疆某稀油和模拟矿化水均为液相且未发生相变，多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量即为多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量。A_{饱和油+束缚水}为图16所示的“饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量”曲线在第一象限沿横轴(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，说明多孔介质中的束缚水已完全凝固，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(饱和油)的质子自旋驰豫信号量)为A_饱和油＝10606。A_饱和油为图16所示的“饱和油的质子自旋驰豫信号量”曲线在第一象限沿横轴(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_饱和油＝10606(此时，A_饱和油即为公式中的y)，得到m_饱和油＝5.23g。多孔介质驱替过程中束缚水的质子自旋驰豫信号量A_束缚水＝A_{饱和油+束缚水}-A_饱和油＝24911，再根据水的拟合曲线y＝2905x+61.88，以及A_束缚水＝24911，得到m_束缚水＝8.55g。

图17为本发明应用实施例提供的驱油效率拟合曲线的示意图。图17示出了在不同的注入量对应的驱油效率，以及饱和驱油效率对应的注入量。

以0.05ml/min的速率向多孔介质中继续注入模拟矿化水，利用注入的模拟矿化水对多孔介质中的新疆某稀油进行驱替，模拟现场的水驱油过程。当注入量为0.1PV(1PV＝5.1mL)时，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5min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，测得此时的质子自旋驰豫信号量A_{残余油，0.1PV}＝10210。此时在第二测定温度下，多孔介质中的残余为液相，多孔介质中的束缚水已完全凝固，由液相变化为固相，多孔介质中流体的质子自旋驰豫信号量即为多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量。再根据油的拟合曲线y＝2058x-154.8，以及A_残余油＝10210(此时，A_饱和油即为公式中的y)，得到m_{残余油，0.1PV}＝5.03g。进而得到在注入量为0.1PV时，驱油效率为100％×(m_饱和油-m_{残余油，0.1PV})/m_饱和油＝100％×(5.23-5.03)/5.23＝3.8％。重复上述步骤，分别确定在注入量为0.2PV、0.5PV、1.0PV、1.5PV、2.0PV、2.5PV以及3PV模拟矿化水时的驱油效率，以此分别为：5.5％、10.2％、20.1％、25.3％、25.4％、25.6％以及25.6％。因此，确定饱和驱油效率为25.65，与饱和驱油效率对应的注入量为2.5PV的注入量。

对多孔介质驱替过程中油水含量的分析结果表明，利用多孔介质驱替过程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驱替过程中油水含量的无损、定量分析，提高多孔介质驱替过程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驱替过程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驱替过程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，根据多孔介质驱替过程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驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，根据在第一测定温度下多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。在本发明实施例中，通过改变温度，控制多孔介质驱替过程中的饱和油和束缚水处于不同的相态，可以将多孔介质驱替过程中的饱和油和束缚水有效区分开，进而精确确定多孔介质中饱和油和束缚水的含量，可以提高多孔介质驱替过程中饱和油和束缚水含量分析的准确性，实现对多孔介质驱替过程中饱和油、束缚水含量的无损、定量分析。另外，在对多孔介质驱替过程中的饱和油、束缚水含量进行分析的过程中，可以无需启停设备，实现对多孔介质驱替过程中饱和油、束缚水含量的在线分析。

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 (21)

1.一种多孔介质驱替过程中油水含量的分析方法，其特征在于，包括：

根据多孔介质驱替过程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驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系；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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定在第一测定温度下多孔介质驱替过程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所述的方法，其特征在于，确定在第二测定温度下多孔介质驱替过程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1所述的方法，其特征在于，根据在第一测定温度下多孔介质中饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量包括：

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饱和油和束缚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饱和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饱和油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量；

根据在第一测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号，以及水的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的束缚水的含量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在第一测定温度下测定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的质子自旋驰豫信号量；

根据水的拟合关系以及多孔介质在饱和水状态下的饱和水的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的含量。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

向多孔介质中注入不同注入量的水，分别确定在不同注入量时的驱油效率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述向多孔介质中注入不同注入量的水，分别确定不同注入量时的驱油效率包括：

向多孔介质中注入指定注入量的水；

确定在第二测定温度下多孔介质中残余油的含量；

根据多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和多孔介质中残余油的含量，确定注入指定注入量时的驱油效率；

重复上述步骤，确定不同注入量时的驱油效率。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，确定在第二测定温度下多孔介质中残余油的含量包括：

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残余油的质子自旋驰豫信号量；

根据油的拟合关系以及在第二测定温度下测定的多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中残余油的含量。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

获取多组驱油效率拟合数据，驱油效率拟合数据包括注入量以及与注入量对应的驱油效率；

根据多组驱油效率拟合数据确定驱油效率拟合曲线，驱油效率拟合曲线反映注入量以及与注入量对应的驱油效率之间的关系；

根据驱油效率拟合曲线确定饱和驱油效率以及与饱和驱油效率对应的注入量。

10.一种多孔介质驱替过程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，用于根据多孔介质驱替过程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驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系；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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量，在第二测定温度下多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量，在第一测定温度下多孔介质驱替过程中水的拟合关系，以及在第二测定温度下多孔介质驱替过程中油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和束缚水的含量。

11.如权利要求10所述的装置，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。

12.如权利要求10所述的装置，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。

13.如权利要求10所述的装置，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饱和油和束缚水的质子自旋驰豫信号量；

第二信号量测定单元，用于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饱和油的质子自旋驰豫信号量；

饱和油含量确定单元，用于根据在第二测定温度下测定的多孔介质中饱和油的质子自旋驰豫信号量以及油的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量；

束缚水含量确定单元，用于根据在第一测定温度下测定的多孔介质中饱和油和束缚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饱和油的质子自旋驰豫信号，以及水的拟合关系，确定多孔介质在饱和油状态下的束缚水的含量。

14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

信号量测定模块，用于在第一测定温度下测定多孔介质在饱和水状态下的多孔介质中饱和水的质子自旋驰豫信号量；

饱和水含量确定模块，用于根据水的拟合关系以及多孔介质在饱和水状态下的多孔介质中饱和水的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质在饱和水状态下的饱和水的含量。

15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

驱油效率确定模块，用于向多孔介质中注入不同注入量的水，分别确定在不同注入量时的驱油效率。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，驱油效率确定模块包括：

注水量控制单元，用于向多孔介质中注入指定注入量的水；

残余油含量确定单元，用于确定在第二测定温度下多孔介质中残余油的含量；

驱油效率确定单元，用于根据多孔介质在饱和油状态下的饱和油的含量和多孔介质中残余油的含量，确定注入指定注入量时的驱油效率。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，残余油含量确定单元包括：

信号量测定子单元，用于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残余油的质子自旋驰豫信号量；

残余油含量确定子单元，用于根据油的拟合关系以及在第二测定温度下测定的多孔介质中残余油的质子自旋驰豫信号量，确定多孔介质中残余油的含量。

18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括：

拟合数据获取模块，用于获取多组驱油效率拟合数据，驱油效率拟合数据包括注入量以及与注入量对应的驱油效率；

拟合曲线确定模块，用于根据多组驱油效率拟合数据确定驱油效率拟合曲线，驱油效率拟合曲线反映注入量以及与注入量对应的驱油效率之间的关系；

饱和确定模块，用于根据驱油效率拟合曲线确定饱和驱油效率以及与饱和驱油效率对应的注入量。

19.一种计算机设备，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9任一所述方法。

20.一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9任一所述方法的计算机程序。

21.一种多孔介质驱替过程中油水含量的分析系统，其特征在于，包括：

如权利要求10至18任一项所述的多孔介质驱替过程中油水含量的分析装置；以及

与多孔介质驱替过程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。