JP6782290B2 - Measuring device and measuring method for structural change of pelitic silt reservoir structure in sea area by CT technology - Google Patents

Measuring device and measuring method for structural change of pelitic silt reservoir structure in sea area by CT technology Download PDF

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Description

本発明は、地質分野に関し、特に天然ガスハイドレートを貯留する海域の泥質シルト多孔質媒体微粒が置換媒体により移動する過程をCTにより測定できる装置に関する。 The present invention relates to the geological field, and more particularly to an apparatus capable of measuring the process of movement of pelitic silt porous medium fine particles in a sea area storing natural gas hydrate by a substitution medium by CT.

天然ガスハイドレートを貯留する海域の泥質シルト貯留層は、固結しておらず、浸透率が低く、ポア・スロート(Pore throat)の構造空間の迂回率が大きく、配位数が少ないなどの複数の特徴を有する。一般的な天然ガスハイドレート貯留層における海底泥質シルト堆積物はメディアン径が2.60−28.96μm、メディアン径平均値が12μmであり、主に珪長質(53%)、炭酸塩鉱物(16%)及び粘土鉱物(26%−30%)の鉱物からなり、モンモリロナイト、イライトを主にする粘土鉱物は含有量が高く、不動水飽和率が65%より大きい。程度が異なるが、該貯留層には非常に微細な微粒がバラバラした粒子として孔壁又は粒子の内表面に存在して、流体の多孔質媒体における移動に連れて孔隙が狭くなる箇所(スロート)で堆集して、目詰りを引き起こし、貯留層の浸透性を大幅に低下させ、ただし、浸透率の大きさがシングルウェルの1日の産出量レベルを直接決める。 The muddy silt reservoir in the sea area that stores natural gas hydrate is not consolidated, has a low penetration rate, has a large detour rate in the structural space of the pore throat, and has a small coordination number. It has multiple features of. Submarine pelitic silt deposits in common natural gas hydrate reservoirs have a median diameter of 2.60-28.96 μm and an average median diameter of 12 μm, mainly siliceous (53%) and carbonate minerals. It is composed of (16%) and clay minerals (26% -30%), and the clay minerals mainly composed of montmorillonite and illite have a high content and an immobile water saturation rate of more than 65%. To varying degrees, very fine particles are present in the reservoir as disjointed particles on the pore wall or the inner surface of the particles, and the pores become narrower as the fluid moves in the porous medium (throat). Aggregates in, causing clogging and significantly reducing the permeability of the reservoir, although the magnitude of permeability directly determines the daily output level of the single well.

ところが、該泥質シルト貯留層にはフレームワークがないという特性を有するため、業界の実験室で使用されている従来のコアホルダーはそのようなサンプルを充填することができず、そして、該貯留層の多孔質媒体粒子の粒子径が極めて小さいため、従来の実験方法では、泥質シルト微粒の移動後の粒子分布を効果的に観察することができず、多孔質媒体の流速感度に関する実験を効果的に行い、貯留層中の多相流体の浸透特性および浸透率の変化法則を理解して把握することは大きな課題となっている。 However, due to the framework-free nature of the pelitic silt reservoir, conventional core holders used in industry laboratories cannot fill such samples, and the reservoir Since the particle size of the porous medium particles in the layer is extremely small, it is not possible to effectively observe the particle distribution after the movement of the muddy silt fine particles by the conventional experimental method, and experiments on the flow velocity sensitivity of the porous medium are conducted. Effectively performing and understanding and understanding the permeation characteristics and the law of change in permeation rate of multiphase fluids in silts has become a major issue.

従って、泥質シルトの貯留層における移動過程を観察できる測定装置の研究開発により、海域の水和物多孔質媒体の微粒の移動量測定実験を試行して、異なる置換圧力と流体の流量条件下での多孔質媒体微粒の移動法則、微細構造の変化過程、浸透性変化特性の情報を把握することができる。 Therefore, by researching and developing a measuring device that can observe the migration process in the pelitic silt reservoir, we tried an experiment to measure the displacement of fine particles in a hydrated porous medium in the sea area, and under different substitution pressures and fluid flow rate conditions. It is possible to grasp information on the movement law of fine particles in a porous medium, the process of change in microstructure, and the characteristic of change in permeability.

本発明の目的は、海域の泥質シルト多孔質媒体微粒の置換媒体下での移動過程をCTにより測定できる装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an apparatus capable of measuring the movement process of fine particles of muddy silt porous medium in a sea area under a replacement medium by CT.

特に、本発明は、CT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置を提供し、
非磁性材料で製造される中空透明反応管と、反応管の両端開口をシールするチョックプラグとを含み、チョックプラグに反応管の内部に連通している貫通孔が設置され、前記反応管の体積が少なくともCT装置の検出空間内に収納できるホルダーと、
テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置と、
前記供給装置と一端におけるチョックプラグとを接続して、反応管に入るように置換媒体を制御するコネクタと、
他端におけるチョックプラグに接続されて、反応管から排出された置換媒体量を測定する測定装置と、
前記ホルダーを走査するための検出空間を有し、前記反応管内で置換媒体がサンプルを通過するときのサンプルの変化状態図を取得するCT装置と、
測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システムとを備える。
In particular, the present invention provides a measuring device for structural changes in the pelitic silt reservoir structure in the sea area by CT technology.
A hollow transparent reaction tube made of a non-magnetic material and a chock plug that seals the openings at both ends of the reaction tube are included, and a through hole communicating with the inside of the reaction tube is provided in the chock plug to provide the volume of the reaction tube. With a holder that can be stored at least in the detection space of the CT device,
A supply device for accommodating a replacement medium for test samples,
A connector that connects the supply device and the chock plug at one end and controls the replacement medium so as to enter the reaction tube.
A measuring device connected to the chock plug at the other end and measuring the amount of replacement medium discharged from the reaction tube,
A CT apparatus having a detection space for scanning the holder and acquiring a change state diagram of the sample as the replacement medium passes through the sample in the reaction tube.
It is equipped with a control system that acquires data in the measurement process, analyzes the measurement data in real time, and at the same time outputs the corresponding measurement results.

本発明の一実施形態において、前記チョックプラグは中空媒体ジョイントと金属シール管を含み、前記媒体ジョイントは非磁性材料で一体形成された制限部分と導入部分とを含み、前記制限部分の外径が前記反応管の内径以下であり、前記導入部分の直径が前記反応管の外径より大きく、前記制限部分は前記反応管の内部に挿入された後に前記導入部分により遮断され、前記金属シール管は前記反応管と前記導入部分との接続部にシールするように取り付けられ、前記貫通孔は前記導入部分に設置され、2つの前記制限部分の間の間隔距離が測定サンプルを収容する空間となる。 In one embodiment of the invention, the chock plug includes a hollow medium joint and a metal seal tube, the medium joint includes a limiting portion and an introduction portion integrally formed of a non-magnetic material, and the outer diameter of the limiting portion is It is equal to or less than the inner diameter of the reaction tube, the diameter of the introduction portion is larger than the outer diameter of the reaction tube, the restriction portion is inserted into the inside of the reaction tube and then blocked by the introduction portion, and the metal seal tube is formed. It is attached so as to seal the connection between the reaction tube and the introduction portion, the through hole is installed in the introduction portion, and the distance between the two limiting portions is a space for accommodating the measurement sample.

本発明の一実施形態において、前記反応管の両端にそれぞれ雄ネジとシールリングを取り付ける環形凹状リングが設置され、前記金属シール管は、前記制限部分に向いている一端に前記反応管に螺合される雌ネジが設置され、他端が直径が雌ネジ部分の直径より小さい摺動チャンネルであり、前記導入部分の前記制限部分に近い端部に外側に突出した制限リングが設置され、前記媒体ジョイントに套設された前記金属シール管は前記制限リングで制限されて制限部分の方向へ摺動することができず、同時に前記導入部分には前記金属シール管の後退を制限するC形リテーナが設置される。
本発明の一実施形態において、前記サンプルを収納する空間内に空間の大きさを調整する非磁性調整管が取り付けられ、前記調整管は、外径が前記反応管の内径以下であり、内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設置され、前記調整管とサンプルとの接触端面に置換媒体を分流するための導流溝が設置される。
In one embodiment of the present invention, ring-shaped concave rings for attaching male screws and seal rings are installed at both ends of the reaction tube, and the metal seal tube is screwed into the reaction tube at one end facing the restriction portion. The female screw to be used is installed, the other end is a sliding channel whose diameter is smaller than the diameter of the female screw portion, and a limiting ring projecting outward is installed at an end close to the limiting portion of the introduction portion, and the medium. The metal seal tube installed in the joint is restricted by the restriction ring and cannot slide in the direction of the restriction portion, and at the same time, the introduction portion has a C-shaped retainer that restricts the retreat of the metal seal tube. Will be installed.
In one embodiment of the present invention, a non-magnetic adjusting tube for adjusting the size of the space is attached in the space for accommodating the sample, and the outer diameter of the adjusting tube is equal to or less than the inner diameter of the reaction tube and is inside. A channel through which the replacement medium passes is installed, and a flow guide groove for diversion of the replacement medium is installed on the contact end face between the adjusting tube and the sample.

本発明の一実施形態において、前記反応管、媒体ジョイント及び調整管は、非磁性ポリイミド材料で製造される。 In one embodiment of the invention, the reaction tube, medium joint and adjustment tube are made of non-magnetic polyimide material.

本発明の一実施形態において、前記制限部分の収納されたサンプルに近い一端の外円周に、直径方向シールリングが設置される。 In one embodiment of the present invention, a diametrical seal ring is installed on the outer circumference of one end near the housed sample of the restricted portion.

本発明の一実施形態において、2つの前記制限部分のサンプルに近い一端にそれぞれサンプルの通過を抑制する金属網とろ紙が設置され、前記金属網とろ紙のメッシュが少なくともサンプルの粒度より小さい。 In one embodiment of the present invention, a metal net and a filter paper that suppress the passage of the sample are installed at one end of each of the two restricted portions near the sample, and the mesh of the metal net and the filter paper is at least smaller than the particle size of the sample.

本発明の一実施形態において、前記測定装置は、電子天秤、及び排出された置換媒体を収納する容器を含み、前記チョックプラグはパイピングを介して前記容器に接続される。 In one embodiment of the invention, the measuring device includes an electronic balance and a container for containing the discharged replacement medium, the chock plug is connected to the container via piping.

本発明の一実施形態において、前記供給装置は気体又は液体を提供する材料貯蔵タンクと、前記材料貯蔵タンクの供給圧力を調整する調整器と、置換媒体を収納する液体タンクとを含み、液体タンクは供給端が調整器に接続されて、吐出端が前記コネクタに接続され、前記調整器は測定要求圧力に基づいて前記供給装置が吐出した気体又は液体を前記液体タンクに入るように調整して、前記液体タンク内の置換媒体が前記コネクタを経た後に前記反応管に入るように促進し、前記コネクタにはそれぞれ気体源と液体源に接続される2つの供給インターフェース、1つの共用吐出インターフェースが設置され、同時に回路を介して前記制御システムに現在の置換媒体の供給量と圧力値を出力する。 In one embodiment of the invention, the supply device comprises a material storage tank for providing gas or liquid, a regulator for adjusting the supply pressure of the material storage tank, and a liquid tank for accommodating a replacement medium. The supply end is connected to the regulator, the discharge end is connected to the connector, and the regulator adjusts the gas or liquid discharged by the supply device to enter the liquid tank based on the required measurement pressure. , The replacement medium in the liquid tank is facilitated to enter the reaction tube after passing through the connector, and the connector is provided with two supply interfaces and one shared discharge interface connected to the gas source and the liquid source, respectively. At the same time, the current supply amount and pressure value of the replacement medium are output to the control system via the circuit.

本発明の一実施形態において、前記媒体ジョイントの導入部分の制限部分から離れた一端に固定ベースが取り付けられ、前記固定ベースの底面に前記CT装置の載置シートを収納する収納溝が設置され、前記固定ベースの径方向周辺に軸心線方向へ捩じられる調節ネジが設置されて、前記固定ベースと前記載置シートを固定する。 In one embodiment of the present invention, a fixed base is attached to one end away from the restricted portion of the introduction portion of the medium joint, and a storage groove for accommodating the mounting sheet of the CT device is provided on the bottom surface of the fixed base. An adjusting screw twisted in the axial direction is installed around the radial direction of the fixed base to fix the fixed base and the above-mentioned mounting sheet.

本発明の一実施形態において、テストの要件に応じて対応量のサンプルを選択し、次に非磁性材料で製造された小型反応管に投入し、両端のチョックプラグでサンプルの載置位置を調整して制限し、次に各テスト装置を接続して、反応管がCT装置の検出空間に位置するようにするステップ100と、
まず、制御システムで測定前の各初期データを取得して、テスト圧力とテスト流量を選択し、次に液体タンクを開いて設定圧力下で反応管に所定流量で蒸留水を注入し、測定装置においてサンプルが通過した後に排出された蒸留水の量を記録し、単位時間あたり排出された蒸留水の量に基づいて、蒸留水のサンプルを通過したときの浸透率を算出するステップ200と、
測定装置が受信した蒸留水の流速が安定したとき、実験を一次的に停止して反応管内の現在状態を静止に保持し、次に、CT装置によって放射線源を利用して反応管におけるサンプルを360度で走査し、今回走査したサンプルの画像を取得して保存し、次に実験を続けるステップ300と、
実験を続けるとき、現在のテスト圧力を変えて、ステップ200とステップ300を、所定の実験回数になるまで繰り返し、次に走査ごとに取得した画像に対してデータ要約を行い、現在サンプルの異なる圧力と流量での微細な微粒の移動状況を取得し、それにより対応地層で実際に天然ガスハイドレートを採掘するときに満たすべき条件を提供するステップ400とを含む海域泥質シルト貯留層の構造変化を測定する装置の測定方法を提供する。
In one embodiment of the invention, a corresponding amount of sample is selected according to the requirements of the test, then placed in a small reaction tube made of non-magnetic material, and the placement position of the sample is adjusted with the chock plugs at both ends. And then the test devices are connected so that the reaction tube is located in the detection space of the CT device.
First, the control system acquires each initial data before measurement, selects the test pressure and test flow rate, then opens the liquid tank and injects distilled water at a predetermined flow rate into the reaction tube under the set pressure, and the measuring device In step 200, the amount of distilled water discharged after the sample has passed is recorded, and the permeation rate when the sample of distilled water is passed is calculated based on the amount of distilled water discharged per unit time.
When the flow velocity of the distilled water received by the measuring device stabilizes, the experiment is temporarily stopped to keep the current state in the reaction tube stationary, and then the sample in the reaction tube is sampled by the CT device using the radiation source. Step 300 of scanning at 360 degrees, acquiring and saving the image of the sample scanned this time, and then continuing the experiment.
As the experiments continue, the current test pressures are changed, steps 200 and 300 are repeated until a predetermined number of experiments, then data summarization is performed on the images acquired for each scan, and the pressures of the current samples are different. Structural changes in the marine mud silt reservoir, including step 400, which captures the movement of fine particles at flow rates and thereby provides conditions to be met when actually mining natural gas hydrates in the corresponding geological formations. Provided is a measuring method of an apparatus for measuring.

本発明の一実施形態において、前記現在のテスト圧力を変更する基準は、圧力勾配の変化に基づいて変化し、具体的には、初期テスト圧力は10kpa、以降の毎回の実験のテスト圧力は順次30kPa、50kPa、75kPa、100kPaである。 In one embodiment of the invention, the criteria for changing the current test pressure changes based on changes in the pressure gradient, specifically, the initial test pressure is 10 kpa, and the test pressure in each subsequent experiment is sequential. It is 30 kPa, 50 kPa, 75 kPa, 100 kPa.

本発明の一実施形態において、実験を行うときに蒸留水が両方の接触部位を流れることを避けるように、反応管の内側壁面と密着させるように前記サンプルを反応管内に充填する。 In one embodiment of the invention, the sample is filled into the reaction tube so that it is in close contact with the inner wall surface of the reaction tube so that distilled water does not flow through both contact sites during the experiment.

本発明の一実施形態において、前記現在サンプルの異なる圧力と流量での微細な微粒の移動状況としては、泥質シルトから構成される岩貯留層サンプルは、置換時間の増加に伴い、浸透率の劣化が置換時点ごとに発生し、最終的に、ウェル周囲の浸透抵抗を増大するケーキが形成され、低圧区間での産量安定化に必要な時間が長くなり、且つ地層エネルギーが高圧区間では著しく低減する傾向を有するという特性を有する。 In one embodiment of the present invention, as for the movement of fine particles at different pressures and flow rates of the current sample, the rock reservoir sample composed of pelitic silt has a higher penetration rate as the replacement time increases. Deterioration occurs at each replacement point in time, eventually forming a cake that increases permeation resistance around the wells, increasing the time required to stabilize production in the low pressure section and significantly reducing geological energy in the high pressure section. It has the property of having a tendency to.

本発明の一実施形態において、浸透率を計算するときに、まず現在流速を測定して、次に下式により浸透率を取得する。 In one embodiment of the present invention, when calculating the permeation rate, the current flow velocity is first measured, and then the permeation rate is obtained by the following formula.

(式中、ΔPは圧力差、Qは流速、μは注入液の粘度、lはコアの長さ、Aはコアの横断面積、Kは浸透率である。) (In the formula, ΔP is the pressure difference, Q is the flow velocity, μ is the viscosity of the injection solution, l is the core length, A is the cross-sectional area of the core, and K is the permeation rate.)

本発明は、ホルダーを小型化させ、且つ非磁性材料で反応管を製造することにより、実験時の観察要求を満たすとともに、CT装置に載置して走査できることで、異なる圧力でのサンプルの移動状況の画像を取得し、地層下における天然ガスハイドレートを採掘するためにどのようなパラメータを採用するかに有力なサポートを提供し、理論だけに基づいて採掘結果を推定する従来技術の方式よりも明瞭且つ確実である。 According to the present invention, the holder can be miniaturized and the reaction tube can be manufactured from a non-magnetic material to satisfy the observation requirements at the time of the experiment, and the sample can be moved at different pressures by being mounted on a CT device and scanned. From conventional methods that capture images of the situation, provide strong support on what parameters to adopt to mine natural gas hydrate under the formation, and estimate mining results based solely on theory. Is also clear and certain.

本発明の一実施形態による測定装置の接続模式図である。It is a connection schematic diagram of the measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 図1におけるホルダーの具体的な構造模式図である。It is a concrete structural schematic diagram of the holder in FIG. 本発明の一実施形態によるサンプルの実験過程における異なる圧力でのCT画像模式図である。It is a schematic diagram of the CT image at different pressures in the experimental process of a sample according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による測定方法のプロセスの模式図である。It is a schematic diagram of the process of the measurement method by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるサンプルの実験時の流速分析図である。It is a flow velocity analysis chart at the time of experiment of the sample by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるサンプルの実験時の浸透率分析図である。It is a penetration rate analysis figure at the time of experiment of the sample by one Embodiment of this invention. 非Darcy浸透曲線模式図である。It is a schematic diagram of a non-Darky penetration curve. 南海北部の水和物泥質シルト貯留層の浸透曲線の模式図である。It is a schematic diagram of the infiltration curve of the hydrated mud silt reservoir in the northern part of the South Sea.

図1に示されるように、本発明の一実施形態によるCT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置は、一般的に、ホルダー10、供給装置30、コネクタ40、測定装置50、CT装置60及び制御システム20を備える。 As shown in FIG. 1, the measuring device for the structural change of the muddy silt reservoir in the sea area by the CT technique according to the embodiment of the present invention is generally a holder 10, a supply device 30, a connector 40, a measuring device 50, and the like. It includes a CT device 60 and a control system 20.

該ホルダー10は、非磁性材料で製造される中空透明反応管11と、反応管11の両端開口をシールするチョックプラグ12とを含み、チョックプラグ12には反応管11の内部に連通している貫通孔が設置される。反応管11の透明性により内部のサンプルの載置位置及び調整走査点の観察が容易になり、非磁性材料を用いることによりCT装置60の検出放射線を通過させて、最終的に明瞭な画像を形成できる。本方案の1つの目的は、サンプルの移動状況を観察することであり、このような目的を達成させるために、低解像度CTマシンではなく、高精度CTマシン(例えば、0.5μm精度を満たす解像度)が必要であり、従来の高精度CTマシンにはサンプルを収納するための検出空間を有し、該空間により反応管11の体積が制限されてしまい、従って、本形態では、反応管11の体積が少なくともCT装置の検出空間による要求を満たす。具体的には、非磁性材料としてポリイミドが使用可能である。 The holder 10 includes a hollow transparent reaction tube 11 made of a non-magnetic material and a chock plug 12 that seals the openings at both ends of the reaction tube 11, and the chock plug 12 communicates with the inside of the reaction tube 11. A through hole is installed. The transparency of the reaction tube 11 makes it easy to observe the placement position of the sample inside and the adjustment scanning point, and by using a non-magnetic material, the detected radiation of the CT device 60 is passed through, and finally a clear image is obtained. Can be formed. One purpose of this proposal is to observe the movement of the sample, and in order to achieve such a purpose, a high-precision CT machine (for example, a resolution satisfying 0.5 μm accuracy) is used instead of a low-resolution CT machine. ) Is required, and the conventional high-precision CT machine has a detection space for accommodating a sample, and the volume of the reaction tube 11 is limited by the space. Therefore, in this embodiment, the reaction tube 11 The volume meets at least the requirements of the detection space of the CT device. Specifically, polyimide can be used as a non-magnetic material.

供給装置30はテストサンプルの置換媒体を収容するためのものであり、たとえば気体を収容する気体タンク31及び/又は液体を収容する液体タンク32であり、実験を行うとき、具体的な実験要求に対応して対応する気体タンク31又は液体タンク32を使用できる。 The supply device 30 is for accommodating a replacement medium for a test sample, for example, a gas tank 31 accommodating a gas and / or a liquid tank 32 accommodating a liquid, and when conducting an experiment, a specific experimental requirement is met. Correspondingly, the corresponding gas tank 31 or liquid tank 32 can be used.

コネクタ40はアダプタであり、供給圧力と供給デジタル情報を調整する役割を果たし、対応した接続ジョイントによりそれぞれ供給装置30の気体タンク31と液体タンク32に接続されると同時に吐出ジョイントにより反応管11において置換媒体が入る一端におけるチョックプラグ12に接続される。置換媒体として気体か液体かを使用することを決定した後、切替スイッチによりその接続ジョイントを吐出ジョイントに連通するように切り替える。 The connector 40 is an adapter, plays a role of adjusting the supply pressure and the supply digital information, and is connected to the gas tank 31 and the liquid tank 32 of the supply device 30 by the corresponding connection joints, and at the same time in the reaction tube 11 by the discharge joint. It is connected to the chock plug 12 at one end where the replacement medium enters. After deciding to use gas or liquid as the replacement medium, the changeover switch switches the connection joint so that it communicates with the discharge joint.

測定装置50は、反応管11におけるサンプルを経た後に排出された置換媒体量を測定することに用いられ、現在圧力での置換媒体の流速を計算する。測定装置50は、単位時間の通過量を計算する計量器であってもよく、排出量の重量を測る重量計量器であってもよい。本実施形態における測定装置として電子天秤51が使用され、電子天秤51に、排出された置換媒体を収納できる容器52と、一端が反応管11の排出された置換媒体に連通して他端が容器52内に延びる接続管とを置く。 The measuring device 50 is used to measure the amount of replacement medium discharged after passing through the sample in the reaction tube 11, and calculates the flow velocity of the replacement medium at the current pressure. The measuring device 50 may be a measuring instrument for calculating the passing amount in a unit time, or may be a weight measuring instrument for measuring the weight of the discharged amount. An electronic balance 51 is used as the measuring device in the present embodiment, and the electronic balance 51 has a container 52 capable of accommodating the discharged replacement medium and one end communicating with the discharged replacement medium of the reaction tube 11 and the other end being a container. Place a connecting pipe that extends within 52.

CT装置60は、実験過程に関与しなく、実験過程においてのステップで独立して操作し、内部に放射線が設置されてホルダー10を収納する検出空間を備え、置かれたホルダー10を360度で走査することにより反応管11内の置換媒体がサンプルを通過するときの状態図を生成できる。具体的には、CT装置60として従来の高精度CT、たとえばSanying Micro−CTが使用され得る。 The CT device 60 is not involved in the experimental process, is operated independently in the steps of the experimental process, has a detection space in which radiation is installed and stores the holder 10, and the placed holder 10 is placed at 360 degrees. By scanning, a phase diagram can be generated as the replacement medium in the reaction tube 11 passes through the sample. Specifically, as the CT apparatus 60, a conventional high-precision CT, for example, a Sanying Micro-CT can be used.

該制御システム20は実験コアとなり、測定前の実験データと実験過程中の各データを受信する機能を有するとともに、データを取得した基礎にリアルタイムに分析して、対応した分析フォーム、曲線図などの結果を提供できる。産業用コンピュータ又はPCコンピュータを使用できる。 The control system 20 serves as an experimental core, has a function of receiving experimental data before measurement and each data during the experimental process, and analyzes in real time on the basis of the data acquisition to provide a corresponding analysis form, curve diagram, etc. Can provide results. An industrial computer or a PC computer can be used.

本実施形態では、実験を行うときに、まずホルダー10、チョックプラグ12及び各管路システムのシール性を検出し、次に
一、ホルダー10を取り付ける。すなわち、まず反応管11の一端のチョックプラグ12を取り付け、次に、サンプルが反応管11における所定長さのサンプル収容領域を完全に充填するまで泥質シルト地層サンプルを複数回に分けて1回ずつ少量で連続的に充填して、同時に後続の置換媒体が接触面を介して流れてサンプルでの通過効果に影響を与えることを避けるようにサンプルと反応管11の内側壁面とを密着させ、最後に、反応管11の他端におけるチョックプラグ12を取り付ける。
In the present embodiment, when conducting an experiment, first, the sealability of the holder 10, the chock plug 12, and each pipeline system is detected, and then the holder 10 is attached. That is, first, the chock plug 12 at one end of the reaction tube 11 is attached, and then the muddy silt formation sample is divided into a plurality of times until the sample completely fills the sample accommodating area of a predetermined length in the reaction tube 11. The sample and the inner wall surface of the reaction tube 11 are brought into close contact with each other so as to prevent the subsequent substitution medium from flowing through the contact surface and affecting the passage effect in the sample. Finally, the chock plug 12 at the other end of the reaction tube 11 is attached.

二、本実施形態では蒸留水を置換媒体として使用するため、液体タンク32とコネクタ40、コネクタ40と反応管11、反応管11と測定装置50を順次接続し、同時に各装置情報を収集するデータ回線と制御システム20を接続する。 2. In this embodiment, since distilled water is used as a replacement medium, data for sequentially connecting the liquid tank 32 and the connector 40, the connector 40 and the reaction tube 11, the reaction tube 11 and the measuring device 50, and collecting information on each device at the same time. The line and the control system 20 are connected.

三、コネクタ40を閉じて、液体ポンプ32を開いて、液体ポンプ32の供給圧力を調整して実験に求められる圧力まで安定化させる。 Third, the connector 40 is closed, the liquid pump 32 is opened, and the supply pressure of the liquid pump 32 is adjusted to stabilize the pressure required for the experiment.

四、制御システム20により電子天秤51における容器52の初期重量を記録して、システムのサンプリング間隔を設定し、コネクタ40の吐出ジョイントのスイッチを開いて、蒸留水がチョックプラグ12を経て反応管11に入り、蒸留水がサンプルを経て他端におけるチョックプラグ12から測定装置50の容器52に排出されるようにする。該過程において、制御システム20で容器52における増加した流体の体積を記録して、サンプリング間隔時間で容器における増加した流量の体積を計算して、該間隔時間でサンプルを通過した蒸留水の流率を取得する。 4. The control system 20 records the initial weight of the container 52 in the electronic balance 51, sets the sampling interval of the system, opens the switch of the discharge joint of the connector 40, and the distilled water passes through the chock plug 12 and the reaction tube 11 Distilled water enters the sample and is discharged from the chock plug 12 at the other end to the container 52 of the measuring device 50. In that process, the control system 20 records the volume of increased fluid in the vessel 52, calculates the volume of increased flow rate in the vessel at the sampling interval time, and the flow rate of distilled water that has passed through the sample at that interval time. To get.

五、CTは2種の走査方式がある。1.接続後の反応管がCT装置60の検出空間に直接位置し、次に正常に実験を行い、且つ実験過程において走査しようとするときに直接走査を行う。2.反応管がCT装置60の検出空間に位置しないため、走査しようとするときに、反応管の両端におけるパイピングを密閉させて取り外し、反応管の基本的な状態を保持したまま、CT装置60の検出空間に入れて走査を行い、走査終了後、反応管にパイピングを再び接続して、実験を行い続ける。 Fifth, CT has two types of scanning methods. 1. 1. The reaction tube after connection is directly located in the detection space of the CT apparatus 60, and then the experiment is normally performed, and the direct scanning is performed when scanning is performed in the experimental process. 2. Since the reaction tube is not located in the detection space of the CT device 60, when scanning is to be performed, the piping at both ends of the reaction tube is sealed and removed, and the CT device 60 is detected while maintaining the basic state of the reaction tube. The scan is performed in a space, and after the scan is completed, the piping is reconnected to the reaction tube to continue the experiment.

いずれの取り付け方式でも走査前に以下を満たす必要がある。設定圧力を一定に保持する場合に蒸留水の流速が変わらなくなるときにしか走査できない。反応管を取り外して独立して走査を行う場合を例にすれば、まず、反応管11の両端におけるチョックプラグ12を密閉させて接続管路を取り外し、反応管11の内部状態を保持したままで反応管11を取り外してCT装置60における三次元運動検出プラットフォームに移し、放射線源を調整して、データ収集ソフトウェアを起動させ、各走査パラメータを調整して、反応管11におけるサンプル構造の定常状態が変化しなくなると、反応管に対する360度の走査を開始させる。 With either mounting method, the following must be met before scanning: When the set pressure is kept constant, scanning can be performed only when the flow velocity of distilled water does not change. Taking the case where the reaction tube is removed and scanning is performed independently, first, the chock plugs 12 at both ends of the reaction tube 11 are sealed, the connecting pipe is removed, and the internal state of the reaction tube 11 is maintained. The reaction tube 11 is removed and transferred to the three-dimensional motion detection platform in the CT apparatus 60, the radiation source is adjusted, the data acquisition software is activated, and each scanning parameter is adjusted to obtain a steady state of the sample structure in the reaction tube 11. When it stops changing, a 360 degree scan of the reaction tube is initiated.

六、走査完了後、反応管11をCT装置の内部から取り出して測定システムに再び接続し、テスト圧力及び/又は流量を調整して、所定の異なるテスト圧力での実験過程を完成するまで、ステップ4、ステップ5を繰り返して実験を行う。 6. After scanning is complete, the reaction tube 11 is removed from the inside of the CT device and reconnected to the measurement system, the test pressure and / or flow rate is adjusted, and steps are taken until the experimental process at a predetermined different test pressure is completed. 4. Repeat step 5 to carry out the experiment.

七、各テスト圧力ごとにCT走査を行い、実験開始前のコアの原始状態も走査し、毎回の走査データごとに再構成を行って、それぞれ毎回のサンプルの三次元再構成画像を取得する。すべての三次元再構成画像を整理して、実験データに基づいて分析図、テーブル、レポートを作成して、最終的に、現在サンプルが所在する地層を実際に採掘するときに異なる採掘条件で取得できる採掘結果データを取得する。 Seven, CT scanning is performed for each test pressure, the primitive state of the core before the start of the experiment is also scanned, reconstruction is performed for each scanning data, and a three-dimensional reconstructed image of each sample is acquired. Organize all three-dimensional reconstructed images, create analytical maps, tables, and reports based on experimental data, and finally get them under different mining conditions when actually mining the formation where the sample is currently located. Acquire the mining result data that can be done.

図3は、選択されたサンプルの異なるテスト圧力での内部貯留層構造の原始状態から一連の圧力を経るまでのそれぞれの過程におけるCT走査画像の比較模式図であり、一行目は実際に実験を行うときの3D状態模式図、二行目は一行目が対応した貯留層構造の同一位置の直径方向断面模式図であり、三行目は一行目が対応した貯留層構造の同一位置の軸方向断面模式図である。 FIG. 3 is a comparative schematic diagram of CT scanned images in each process from the primitive state of the internal reservoir structure at different test pressures of the selected sample to the passage of a series of pressures, and the first line is an actual experiment. Schematic diagram of 3D state at the time of operation, the second row is a schematic cross-sectional view of the same position of the reservoir structure corresponding to the first row, and the third row is the axial direction of the same position of the reservoir structure corresponding to the first row. It is a cross-sectional schematic diagram.

本実施形態では、上記装置を用いて実験を行った結果、泥質シルト貯留層のサンプルそのものにフレームワークがないため、フレームワークのあるコアに比べて変形が激しく、置換時間の増加に伴って、各置換時点にサンプル浸透率が悪くなり、最終的にケーキとなり、且つケーキが厚くなりつつあり、内部の隙間構造が徐々になくなり、ケーキの形成によりウェル周囲の浸透抵抗が大きくなり、低圧区間での産量安定化に必要な時間が長くなり、好ましくない場合は、流量を向上させるために生産圧力差を連続的に増加するしかなく、圧力差を向上させるごとに生産高が急激に低下するリスクを招く。貯留層の変形が激しく、地層エネルギーが高圧領域で著しく減少する傾向があるため、圧力を増加しても産量を増加できないという場合がある。 In the present embodiment, as a result of conducting an experiment using the above apparatus, since the sample of the muddy silt reservoir itself does not have a framework, the deformation is more severe than that of the core with the framework, and as the replacement time increases, At the time of each replacement, the sample penetration rate deteriorates, the cake finally becomes a cake, and the cake is becoming thicker, the internal gap structure gradually disappears, the penetration resistance around the well increases due to the formation of the cake, and the low pressure section If it is not preferable, the production pressure difference must be continuously increased in order to improve the flow rate, and the production output drops sharply as the pressure difference is increased. Invite risk. Due to the severe deformation of the reservoir and the tendency for geological energy to decrease significantly in the high pressure region, it may not be possible to increase production even with increased pressure.

前記のとおり、天然ガスハイドレートの海底泥質シルト貯留層では、水和物を開発するための圧力勾配が3−5MPa/mより大きいと(対応した実験パラメータは30−50kpa/cmである)、泥質シルト貯留層の多孔質媒体の隙間構造が大きく変形して、貯留層の速度感度現象が深刻になり、この結果、貯留層の浸透率が急激に低下し、ガスの産出量に悪影響を与えるとともに、貯留層微粒の移動によりウェル領域においてガスの生産に悪影響を与える「ケーキ」構造が形成される。 As mentioned above, in the submarine silt silt reservoir of natural gas hydrate, the pressure gradient for developing hydrate is greater than 3-5 MPa / m (corresponding experimental parameter is 30-50 kpa / cm). , The gap structure of the porous medium of the mud silt reservoir is greatly deformed, and the velocity sensitivity phenomenon of the reservoir becomes serious. As a result, the permeability of the reservoir drops sharply, which adversely affects the gas output. And the movement of silt granules forms a "cake" structure that adversely affects gas production in the well region.

本実施形態では、ホルダーを小型化させ、且つ非磁性材料で反応管を製造することにより、実験時の観察要求を満たすとともに、CT装置に載置して走査できることで、異なる圧力でのサンプルの移動状況の画像を取得し、地層下における天然ガスハイドレートを採掘するためにどのようなパラメータを使用するかに有力なサポートを提供し、理論だけに基づいて採掘結果を推定する従来技術の方式よりも明瞭且つ確実である。 In the present embodiment, the holder is downsized and the reaction tube is manufactured of a non-magnetic material to satisfy the observation requirements at the time of the experiment, and the sample can be mounted on a CT device for scanning, so that the sample can be sampled at different pressures. A prior art method that takes images of movements, provides strong support for what parameters are used to mine natural gas hydrates beneath the formation, and estimates mining results based solely on theory. Clearer and more reliable than.

図2に示されるように、本発明の一実施形態において、該チョックプラグ12は、套設された中空媒体ジョイント122と金属シール管121とを含み、媒体ジョイント122は、密閉反応管11のポートをシールするものであり、反応管11の内部に挿入された制限部分1222と、置換媒体に接続して導入するための導入部分1221とを含み、該制限部分1222の外径が反応管11の内径以下であり、導入部分1221の直径が反応管11の外径より大きく、制限部分1222は反応管11の内部に挿入された後に導入部分1221により遮断される。金属シール管121は、反応管11と導入部分1222の接続部に套設され、反応管11と媒体ジョイント122の接続強度を高めて、高圧下で両方の離脱又は漏れを避ける。金属シール管121と媒体ジョイント122との間には対応したシールリングが設置できる。制限部分1222が反応管11の内部に挿入された後に両方の接触面での漏れをさらに防止するために、制限部分1222の外円周にも同様に対応したシールリング125が設置できる。 As shown in FIG. 2, in one embodiment of the present invention, the chock plug 12 includes a erected hollow medium joint 122 and a metal seal tube 121, the medium joint 122 being a port of a closed reaction tube 11. The limiting portion 1222 inserted inside the reaction tube 11 and the introducing portion 1221 for connecting to and introducing the replacement medium are included, and the outer diameter of the limiting portion 1222 is the reaction tube 11. It is equal to or less than the inner diameter, the diameter of the introduction portion 1221 is larger than the outer diameter of the reaction tube 11, and the limiting portion 1222 is blocked by the introduction portion 1221 after being inserted into the inside of the reaction tube 11. The metal seal tube 121 is installed at the connection portion between the reaction tube 11 and the introduction portion 1222 to increase the connection strength between the reaction tube 11 and the medium joint 122 to avoid disconnection or leakage of both under high pressure. A corresponding seal ring can be installed between the metal seal tube 121 and the medium joint 122. Similarly, a corresponding seal ring 125 can be installed on the outer circumference of the limiting portion 1222 to further prevent leakage on both contact surfaces after the limiting portion 1222 has been inserted into the reaction tube 11.

置換媒体の供給管路に接続された貫通孔124は、導入部分1221に設置され、導入部分1221の円周に設置されてもよく、導入部分1221の端部に設置されてもよく、導入部分に安定的に螺合されるために供給管路のジョイントは雄ネジジョイントであってもよい。2つのチョックプラグ12における限制部分1222の長さがサンプルの収納量に応じて決定でき、すなわち2つの制限部分1222の間の間隔距離が測定サンプルを収納する空間15となり、従って、制限部分1222の長さを調整することによりサンプルの収納量を調整できる。 The through hole 124 connected to the supply line of the replacement medium may be installed in the introduction portion 1221 and may be installed on the circumference of the introduction portion 1221 or at the end of the introduction portion 1221. The joint of the supply line may be a male thread joint for stable screwing. The length of the limiting portion 1222 in the two chock plugs 12 can be determined according to the storage capacity of the sample, that is, the distance between the two limiting portions 1222 is the space 15 for accommodating the measurement sample, and thus the limiting portion 1222. The storage capacity of the sample can be adjusted by adjusting the length.

反応管11の内部に挿入された制限部分1222によるCT走査効果への影響を防止するために、該制限部分1222は導入部分1221と一体構造になり且つ同様に非磁性材料で製造され、具体的には、非磁性材料はポリイミドであってもよい。 In order to prevent the limiting portion 1222 inserted inside the reaction tube 11 from affecting the CT scanning effect, the limiting portion 1222 is integrally formed with the introduction portion 1221 and is also manufactured of a non-magnetic material, and is specifically manufactured. The non-magnetic material may be polyimide.

さらに、反応管11と金属シール管12との間の接続強度を向上させるために、該反応管11の両端にそれぞれ雄ネジ111とシールリングを取り付ける環形凹状リングとが設置される。金属シール管121の制限部分1222に向いている一端に反応管11に螺合される雌ネジ部分が設置され、金属シール管121の他端は直径が雌ネジ部分の直径より小さい摺動チャンネルであり、媒体ジョイント122の導入部分1221の制限部分1222に近い端部に外側に突出した制限リング1223が設置され、金属シール管121は、媒体ジョイント122に套設されると、雌ネジ部分を用いて反応管11の端部に螺合され、制限リング1223は金属シール管121の制限部分1222の方向への摺動が不能になるように制限し、それにより、金属シール管121は反応管11により大きな螺合力を印加できる。差し込まれた金属シール管121の套設方向における離脱を防止するために、導入部分122には金属シール管の後退を制限するC形リテーナを取り付けてもよい。 Further, in order to improve the connection strength between the reaction tube 11 and the metal seal tube 12, male screws 111 and ring-shaped concave rings for attaching the seal rings are installed at both ends of the reaction tube 11. A female threaded portion screwed into the reaction tube 11 is installed at one end of the metal seal tube 121 facing the restricted portion 1222, and the other end of the metal seal tube 121 is a sliding channel whose diameter is smaller than the diameter of the female threaded portion. A limiting ring 1223 protruding outward is installed at an end close to the limiting portion 1222 of the introduction portion 1221 of the medium joint 122, and the metal seal tube 121 uses a female threaded portion when installed in the medium joint 122. The limiting ring 1223 is screwed into the end of the reaction tube 11 and limits the metal seal tube 121 so that it cannot slide in the direction of the limiting portion 1222, whereby the metal seal tube 121 is restricted to the reaction tube 11. A larger screwing force can be applied. In order to prevent the inserted metal seal tube 121 from coming off in the erection direction, a C-shaped retainer that limits the retreat of the metal seal tube may be attached to the introduction portion 122.

さらに、反応管11のサンプルを収納する空間15内に調整管を設置することによりサンプルの収納空間の大きさを調整してもよく、調整管(未図示)は、軸心線にチャンネルが設置された管状構造を有し、外径が反応管11の内径以下であり、内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設置され、必要なサンプル量が2つの制限領域1222の間の空間15より小さい場合、空間15の一端又は両端に対応した長さの調整管を置いて、空間15の体積を減少させることができる。置換媒体が空間15内に流れるとき、調整管内のチャンネルを介してサンプルに入る。調整管は、空間15の大きさを調整できるだけでなく、そのチャンネルの直径を調整することで流量を制御できる。 Further, the size of the sample storage space may be adjusted by installing an adjustment tube in the space 15 for storing the sample of the reaction tube 11, and the adjustment tube (not shown) has a channel installed at the axis. It has a tubular structure, the outer diameter is less than or equal to the inner diameter of the reaction tube 11, a channel for the replacement medium to pass through is installed inside, and the required sample amount is from the space 15 between the two limiting regions 1222. If it is small, an adjusting tube having a length corresponding to one end or both ends of the space 15 can be placed to reduce the volume of the space 15. As the replacement medium flows into space 15, it enters the sample via a channel in the regulating tube. The adjusting pipe can not only adjust the size of the space 15, but also control the flow rate by adjusting the diameter of the channel.

さらに、置換媒体が調整管から排出された後に直接サンプルとの接触点に入ることを防止するために、調整管のサンプルに接触する一端の端面に置換媒体を分流する導流溝が設置されてもよい。置換媒体は、調整管のチャンネルから排出されたとき、まず導流溝に沿って流れて、次に接触したサンプルに入り、このような構造によれば、サンプルに入った置換媒体をより均一にして、それによりさらに正確な移動結果は得られる。具体的には、導流溝は、チャンネルを中心とした環形凹溝であってもよく、各環形凹溝同士は直径方向チャンネルを介して連通しており、このようにして、置換媒体は迅速且つ均一に端面全体へ流れることができる。 Further, in order to prevent the replacement medium from directly entering the contact point with the sample after being discharged from the adjustment tube, a flow guide groove for dividing the replacement medium is provided at one end face of the adjustment tube in contact with the sample. May be good. When the replacement medium is discharged from the channel of the regulating tube, it first flows along the guide groove and then enters the contacted sample, and such a structure makes the replacement medium in the sample more uniform. Therefore, more accurate movement results can be obtained. Specifically, the flow guide groove may be a ring-shaped concave groove centered on a channel, and each ring-shaped concave groove communicates with each other via a radial channel, so that the replacement medium can be rapidly used. Moreover, it can flow uniformly over the entire end face.

同様に、調整管もポリイミド非磁性材料で製造される。 Similarly, the adjusting tube is also made of a non-magnetic polyimide material.

本発明の一実施形態において、サンプルが媒体ジョイント122に入ることを防止するために、2つの制限部分1222のサンプルに近い一端にそれぞれサンプルの通過を遮断するためのろ紙(未図示)が設置されてもよく、該ろ紙のメッシュが少なくともサンプルの粒度より小さいが、置換媒体の通過に影響しない。配置するときに、一端がまず挿入された制限部分1222の端面にろ紙を置き、次にサンプルを充填し、サンプル充填が終了した後、再びこの一端のろ紙を置き、次にこの一端の制限部分1222を取り付ける。また、調整管を取り付ける時にも、同様に調整管とサンプルとの間に対応したろ紙を置く。 In one embodiment of the present invention, in order to prevent the sample from entering the medium joint 122, a filter paper (not shown) for blocking the passage of the sample is installed at one end of each of the two limiting portions 1222 near the sample. The mesh of the filter paper may be at least smaller than the particle size of the sample, but does not affect the passage of the replacement medium. When arranging, the filter paper is first placed on the end face of the restricted portion 1222 into which one end is inserted, then the sample is filled, and after the sample filling is completed, the filter paper at one end is placed again, and then the restricted portion at this one end. Install 1222. Also, when attaching the adjustment tube, similarly place the corresponding filter paper between the adjustment tube and the sample.

本発明の一実施形態において、供給装置30はさらにそれぞれ、気体と液体の駆動動力を提供する貯蔵タンク31、32と、2つの貯蔵タンク31、32を接続して貯蔵タンク31、32の供給圧力を調整する調整器34と、置換媒体を収容した媒体タンク33とを設置してもよく、媒体タンク33は、供給端が調整器34に接続されて吐出端がコネクタ40に接続される。 In one embodiment of the invention, the supply device 30 further connects the storage tanks 31 and 32, which provide driving power for gas and liquid, and the two storage tanks 31 and 32, respectively, to supply pressure of the storage tanks 31 and 32. The regulator 34 for adjusting the pressure and the medium tank 33 containing the replacement medium may be installed. In the medium tank 33, the supply end is connected to the regulator 34 and the discharge end is connected to the connector 40.

本形態においては、貯蔵タンク31、32における媒体を置換媒体を駆動する動力源とし、すなわち、置換媒体自体の圧力を駆動源とするのではなく、専用駆動源を用いて置換媒体を駆動する。貯蔵タンク31、32は、開くと圧力を出力し、媒体タンク33自体にはいかなる供給圧力も有しないため、貯蔵タンク31、32の印加圧力の大きさが媒体タンク33の供給圧力の大きさに相当する。調整器34は、測定圧力に応じて、調整貯蔵タンク31、32について、媒体タンク33に指定圧力での気体又は液体を供給するように要求でき、更に媒体タンク33における置換媒体がコネクタ40を経て反応管11に入ることを促進する。 In this embodiment, the medium in the storage tanks 31 and 32 is used as a power source for driving the replacement medium, that is, the replacement medium is driven by using a dedicated drive source instead of using the pressure of the replacement medium itself as the drive source. Since the storage tanks 31 and 32 output pressure when opened and the medium tank 33 itself does not have any supply pressure, the magnitude of the applied pressure of the storage tanks 31 and 32 becomes the magnitude of the supply pressure of the medium tank 33. Equivalent to. The regulator 34 can request the medium tank 33 to supply gas or liquid at a specified pressure for the adjusted storage tanks 31 and 32 according to the measured pressure, and the replacement medium in the medium tank 33 passes through the connector 40. Promotes entry into reaction tube 11.

該過程では、調整器34は、供給圧力を視認可能に制御でき、コネクタ40は供給圧力を更に正確に調整でき、同時に現在アナログ圧力信号を電子信号に変換して制御システム20に出力して、制御システム20に直接処理を行わせる。 In this process, the regulator 34 can visually control the supply pressure, the connector 40 can adjust the supply pressure more accurately, and at the same time, the current analog pressure signal is converted into an electronic signal and output to the control system 20. Let the control system 20 perform the processing directly.

本発明の一実施形態において、ホルダー10をCT装置60の内部に容易に取り付けるために、媒体ジョイント122の導入部分の制限部分1222から離れた一端に固定ベース14が取り付けられ、該固定ベース14の底面にCT装置60の載置シートを収納する収納溝が設置され、同時に固定ベース14の径方向周辺に軸心線方向へ捩じられる調節ネジが設置されてもよい。ホルダー11をCT装置60の収納空間に収納すると、固定ベース14を収納空間の載置シートに係止でき、次に調節ネジにより固定ベース14を安定的に載置シートに固定し、このように、ホルダー11全体は載置シートとともに360度で回転して、CT走査による完全な走査画像の取得を支援する。 In one embodiment of the present invention, in order to easily attach the holder 10 to the inside of the CT device 60, a fixed base 14 is attached to one end of the introduction portion of the medium joint 122 away from the limiting portion 1222, and the fixed base 14 is attached. A storage groove for accommodating the mounting sheet of the CT device 60 may be installed on the bottom surface, and at the same time, an adjusting screw twisted in the axial direction may be installed around the radial direction of the fixed base 14. When the holder 11 is stored in the storage space of the CT device 60, the fixed base 14 can be locked to the mounting sheet in the storage space, and then the fixed base 14 is stably fixed to the mounting sheet by the adjusting screw. The entire holder 11 rotates 360 degrees together with the mounting sheet to support the acquisition of a complete scanned image by CT scanning.

図4に示されるように、本発明の一実施形態において、前述した測定装置を用いてサンプルの測定を行う測定方法が提供されており、具体的には、かかる部材については前に説明した同じ部材及び符号を参照すればよいため、ここで構造についての詳細な説明を省略し、各部材による対応する効果だけを説明する。また、本実施形態に使用される置換媒体は、液体、具体的には、蒸留水である。気体を置換媒体として用いる場合、実験装置は同じであるが、実験を行うときに収集すべきデータはそれに対応して調整する必要がある。 As shown in FIG. 4, in one embodiment of the present invention, a measuring method for measuring a sample using the above-mentioned measuring device is provided, and specifically, such a member is the same as described above. Since it is only necessary to refer to the members and the reference numerals, detailed description of the structure will be omitted here, and only the corresponding effects of each member will be described. The substitution medium used in this embodiment is a liquid, specifically distilled water. When a gas is used as a replacement medium, the experimental equipment is the same, but the data to be collected when performing the experiment needs to be adjusted accordingly.

具体的なステップは、以下のとおりである。
ステップ100については、テストの要件に応じて対応量のサンプルを選択し、次に非磁性材料で製造された小型反応管に投入し、両端のチョックプラグでサンプルの載置位置を調整して制限し、次に各テスト装置を接続する。
The specific steps are as follows.
For step 100, select the corresponding amount of sample according to the test requirements, then place it in a small reaction tube made of non-magnetic material, and adjust the placement position of the sample with the chock plugs at both ends to limit it. Then connect each test device.

ここで、サンプルとして、対応地層から直接取る実際の泥質シルト原料に対して、対応した加熱除湿処理を行ったものを使用することができる。サンプル量は蒸留水の通過時間と通過量を左右するものであり、通常の場合では、サンプルの厚み(すなわち蒸留水が通過する距離)が大きいほど、実験での浸透時間が長くなり、従って、実験時間に応じて対応したサンプル量を決定できる。 Here, as a sample, it is possible to use an actual muddy silt raw material taken directly from the corresponding stratum, which has been subjected to the corresponding heat dehumidification treatment. The amount of sample affects the passage time and the amount of passage of distilled water, and in general, the larger the sample thickness (that is, the distance through which the distilled water passes), the longer the permeation time in the experiment. The corresponding sample amount can be determined according to the experiment time.

サンプルを載置するとき、ロット式で充填して且つ充填するごとに圧密させ、同時に、蒸留水が側壁を直接通過するのを防ぐために、反応管の内側壁と全面的に接触させる必要がある。 When placing the sample, it must be consolidated in lots and compacted with each filling, while at the same time being in full contact with the inner sidewall of the reaction tube to prevent distilled water from passing directly through the sidewalls. ..

具体的なサンプル量は、チョックプラグにおける限制領域の長さにより限定でき、必要なサンプル量が2つの制限領域の間隔距離より少ないと、調整管を配置することによって取り付け空間を減少させることができる。
チョックプラグと反応管の接続、及び各装置同士の接続の後には接続部での漏れ及び圧力下での離脱を避ける必要があるので、できるだけねじ接続構造を使用することができる。
ステップ200については、まず、制御システムで測定前の各初期データを取得して、テスト圧力とテスト流量を選択し、次に液体タンクを開いて設定圧力下で反応管に所定流量で蒸留水を注入し、測定装置においてサンプルが通過した後に排出された蒸留水の量を記録し、単位時間あたり排出された蒸留水の量に基づいて、蒸留水のサンプルを通過した後の流速を算出する。
The specific sample amount can be limited by the length of the limiting area in the chock plug, and if the required sample amount is less than the distance between the two limiting areas, the mounting space can be reduced by arranging the adjusting tube. ..
Since it is necessary to avoid leakage at the connection and disconnection under pressure after the connection between the chock plug and the reaction tube and the connection between the devices, a screw connection structure can be used as much as possible.
For step 200, the control system first acquires each initial data before measurement, selects the test pressure and test flow rate, then opens the liquid tank and fills the reaction tube with distilled water at a predetermined flow rate under the set pressure. Inject, record the amount of distilled water discharged after the sample has passed in the measuring device, and calculate the flow velocity after passing the sample of distilled water based on the amount of distilled water discharged per unit time.

実験前、管路における水分を完全に取り除く必要があり、同時に各基本的なデータを記録し、通常の採掘経験に基づいて初期テスト圧力と対応したテスト流量を選択する。実験開始後、蒸留水がテスト圧力下でサンプルに入り、サンプルにおける隙間を介してサンプルを貫通した後、測定天秤における容器に注入される。
該期間の蒸留水の平均流速は時間の長さと蒸留水の総量から算出してもよい。
Prior to the experiment, it is necessary to completely remove the water in the pipeline, at the same time record each basic data and select the initial test pressure and the corresponding test flow rate based on normal mining experience. After the start of the experiment, distilled water enters the sample under test pressure, penetrates the sample through the gaps in the sample, and then is injected into the container on the measurement balance.
The average flow velocity of distilled water during this period may be calculated from the length of time and the total amount of distilled water.

ステップ300については、測定装置が受信した蒸留水の流速が安定したとき、反応管の両端のチョックプラグをシールして、反応管内の現在状態を維持したままで、反応管をCT装置の検出空間に移し、サンプルの構造が変化しなくなるまで静置すると、放射線源を利用して反応管におけるサンプルを360度で走査し、今回走査したサンプル画像を取得して保存し、次に反応管を取り出して、再び接続する。
蒸留水がサンプルを通過するときに、対応したサンプルの微細な微粒を駆動して移動させ、それにより既存の隙間を変化させるが、所定時間経過した後、新しい隙間の状態が一時的に固定され、このことについては排出された安定した蒸留水の流量から確認できる。
取り外したホルダーは、チョックプラグ又はチョックプラグに対応して接続された管路に独立したスイッチバルブが設置され、CT走査を必要とするときに、両端のスイッチバルブを直接閉じることによって、内部状態が安定的に保持されてもよい。
Regarding step 300, when the flow velocity of the distilled water received by the measuring device becomes stable, the chock plugs at both ends of the reaction tube are sealed, and the reaction tube is used as the detection space of the CT device while maintaining the current state in the reaction tube. When the sample is moved to and allowed to stand until the structure of the sample does not change, the sample in the reaction tube is scanned at 360 degrees using a radiation source, the sample image scanned this time is acquired and saved, and then the reaction tube is taken out. And connect again.
As the distilled water passes through the sample, it drives and moves the fine particles of the corresponding sample, thereby changing the existing gap, but after a predetermined time, the new gap state is temporarily fixed. This can be confirmed from the stable flow rate of distilled water discharged.
The removed holder has an independent switch valve installed in the chock plug or the pipeline connected corresponding to the chock plug, and when CT scanning is required, the internal state can be changed by directly closing the switch valves at both ends. It may be held stably.

CT走査を行うときに、ホルダーだけに走査を行えばよい。また、CT走査は静的走査であるため、取り外したばかりのホルダーをしばらく静置して、内部の流動現象が安定になった後、CT走査を行う必要がある。 When performing CT scanning, scanning may be performed only on the holder. Further, since the CT scan is a static scan, it is necessary to leave the newly removed holder for a while and perform the CT scan after the internal flow phenomenon becomes stable.

CT走査過程は、完全にCT装置自体のシステムで行われ、挟持管を制御して径方向において360度で回動させること、角度ごとの画像を記憶すること、及び走査画像の後期合成を含む。本実施形態では、ミクロンスケールの微細な微粒の移動及び対応して形成される隙間を観察できる高精度CT装置が使用される。 The CT scanning process is performed entirely in the system of the CT device itself, including controlling the clamp tube to rotate 360 degrees in the radial direction, storing images for each angle, and late compositing of the scanned images. .. In this embodiment, a high-precision CT apparatus capable of observing the movement of fine particles on a micron scale and the corresponding gaps formed is used.

ステップ400については、現在のテスト圧力を変えて、ステップ200とステップ300を、所定の実験回数になるまで繰り返し、次に走査ごとに取得した画像に対してデータ要約を行い、現在サンプルの異なる圧力と流量での微細な微粒の移動状況を取得し、それにより対応地層で実際に天然ガスハイドレートを採掘するときに満たすべき条件を提供する。 For step 400, changing the current test pressure, steps 200 and 300 are repeated until a predetermined number of experiments are reached, then data summarization is performed on the images acquired for each scan, and the pressures of the current samples are different. And the movement of fine particles at the flow rate is obtained, thereby providing the conditions to be met when actually mining natural gas hydrate in the corresponding formation.

1つのテスト圧力では安定的な流動過程が得られるが、異なるテスト圧力では、微細な微粒の移動への影響が異なるため、本方法では、通常採掘するときの複数の圧力を選択的にテストすることになる。テスト圧力は、具体的には、圧力勾配の変化に基づいて選択でき、本実施形態では、初期テスト圧力は10kpa、以降の毎回の実験のテスト圧力は順次30kPa、50kPa、75kPa、100kPaであり、あらゆるテスト圧力でのテストが終了すると、テスト過程全体は終わる。 A stable flow process can be obtained with one test pressure, but different test pressures have different effects on the movement of fine particles, so this method selectively tests multiple pressures during normal mining. It will be. Specifically, the test pressure can be selected based on the change in the pressure gradient. In the present embodiment, the initial test pressure is 10 kpa, and the test pressures of each subsequent experiment are sequentially 30 kPa, 50 kPa, 75 kPa, and 100 kPa. The entire test process ends when the test at all test pressures is complete.

分析をするときに、テスト圧力ごとに取得したサンプルCT三次元画像に基づいて統合的な分析を行い、最終的に視認しやすいテーブル、グラフで表示する。 At the time of analysis, an integrated analysis is performed based on the sample CT three-dimensional image acquired for each test pressure, and finally displayed in a table or graph that is easy to see.

本方法では、段階的増圧法によって貯留層の多孔質媒体の流速感度実験を行った結果、泥質シルト岩貯留層のサンプルそのものにフレームワークがないため、フレームワークのあるコアに比べて変形が激しく、置換時間の増加に従って、各置換時点に浸透率が悪くなり、最終的にケーキとなり、且つケーキが厚くなりつつあり、ケーキの形成によりウェル周囲の浸透抵抗が大きくなり、低圧区間での産量安定化に必要な時間が長くなり、このような状態では、生産高を向上させるために生産圧力差を連続的に増加するしかないが、圧力差を向上させるごとに生産高が急激に低下するリスクを招き、また、貯留層の変形が激しいため、地層エネルギーが高圧領域で著しく減少する傾向があり、圧力を増加しても産量を増加できないという場合があるという結論に至った。 In this method, as a result of osmotic sensitivity experiment of the porous medium of the reservoir by the stepwise pressure boosting method, the sample of the pelitic silt rock reservoir itself has no framework, so it is deformed compared to the core with the framework. Violently, as the replacement time increased, the permeation rate deteriorated at each replacement point, and finally the cake became thicker, and the permeation resistance around the wells increased due to the formation of the cake, and the yield in the low pressure section. The time required for stabilization becomes longer, and in such a state, there is no choice but to continuously increase the production pressure difference in order to improve the output, but the output drops sharply as the pressure difference increases. We have come to the conclusion that due to the risk and the severe deformation of the reservoir, the geological energy tends to decrease significantly in the high pressure region, and it may not be possible to increase the production even if the pressure is increased.

図5は、あるパラメータのサンプルの、増加していく圧力勾配での浸透率変化模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram of the permeation rate change of a sample of a certain parameter with an increasing pressure gradient.

図6は、あるパラメータのサンプルの、増加していく圧力勾配での浸透率変化模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram of the permeation rate change of a sample of a certain parameter with an increasing pressure gradient.

図5と図6に示される実験において、サンプル量は6.6g、ホルダーに挿入する長さは10mm、サンプル直径は8mm、孔隙率は18.6%、実験温度は25℃である。 In the experiments shown in FIGS. 5 and 6, the sample amount is 6.6 g, the length to be inserted into the holder is 10 mm, the sample diameter is 8 mm, the porosity is 18.6%, and the experimental temperature is 25 ° C.

クラシックなDarcy法則によれば、浸透速度と圧力勾配とは原点を通った直線の関係を有し、図7に示されるようにこのようなリニア関係からずれた浸透過程である限り、「非Darcy浸透」と呼ばれる。本方法の段階的増圧法により流速感度実験を行って明らかなように、図8に示されるように、南海北部の水和物泥質シルト貯留層は上記クラシックな「非Darcy」型浸透曲線と異なり、原点から逸脱して開始圧力を有するとともに、且つ浸透速度が顕著に低すぎる下限「非Darcy」浸透の傾向がある。 According to the classical Darky law, the permeation velocity and the pressure gradient have a linear relationship through the origin, and as long as the permeation process deviates from such a linear relationship as shown in FIG. 7, it is "non-Darchy". It is called "penetration". As is clear from the flow velocity sensitivity experiments by the stepwise boosting method of this method, as shown in FIG. 8, the hydrated muddy silt reservoir in the northern part of the South Sea has the above-mentioned classic "non-Darchy" type infiltration curve. Unlike, there is a tendency for the lower limit "non-Darchy" infiltration to deviate from the origin and have a starting pressure and the infiltration rate is significantly too low.

本実施形態では、計算流速は置換圧力差の式により得られ、置換圧力差の式は以下のとおりである。 In the present embodiment, the calculated flow velocity is obtained by the equation of the substitution pressure difference, and the equation of the substitution pressure difference is as follows.

通過後、以下を得る。 After passing, you get:

(式中、ΔPは圧力差、Qは流速、μは注入液の粘度(1・mPa・s)、lはコアの長さ、Aはコアの横断面積、Kは浸透率である。)
流体の相が「固体−気体+液体」のように連続的に変化すると同時に、泥質シルト貯留層の多孔質媒体自体も塑性変形を行い、その結果として、孔隙構造全体は再構成する傾向を有する。多孔質媒体の孔隙圧力の低下により、気体と岩石の弾性膨張、孔隙率が低下して、気体が膨張エネルギーの作用で孔隙から排出されてウェルの底部に入り、多孔質媒体の孔隙率や浸透率などは以下のような圧力の関数となる。
(In the formula, ΔP is the pressure difference, Q is the flow velocity, μ is the viscosity of the injection solution (1 · mPa · s), l is the core length, A is the cross-sectional area of the core, and K is the permeation rate.)
At the same time that the fluid phase changes continuously like "solid-gas + liquid", the porous medium itself of the muddy silt reservoir also undergoes plastic deformation, and as a result, the entire pore structure tends to reconstruct. Have. Due to the decrease in the pore pressure of the porous medium, the elastic expansion and porosity of the gas and rock decrease, and the gas is discharged from the pores by the action of expansion energy and enters the bottom of the well, and the porosity and permeation of the porous medium. The rate etc. is a function of pressure as follows.

(式中、φは孔隙率、Pは圧力、kは浸透率である。)。従来の非定常流動理論には「弱圧縮性仮説」が適用されており、多孔質媒体について下記条件が求められる。 (In the formula, φ is the porosity, P is the pressure, and k is the permeation rate.) The "weak compressible hypothesis" is applied to the conventional non-stationary flow theory, and the following conditions are required for the porous medium.

(式中、φは孔隙率、Pは圧力、kは浸透率、Cφは孔隙圧縮係数である。)。泥質シルト貯留層は、上記のものと異なり、地下岩石の弾性エネルギーと気体の膨張エネルギーが大きいため、浸透過程で果たした役割が無視できず、「弱圧縮性仮説」はこのような貯留層の石油・ガス開発用途に適用できず、且つ多孔質媒体の塑性変形が深刻であるため、貯留層の浸透率を求めることがより困難になる。 (In the formula, φ is the porosity, P is the pressure, k is the permeation rate, and Cφ is the porosity compression coefficient.) Unlike the above, the pelitic silt reservoir has a large elastic energy of underground rock and a large expansion energy of gas, so the role played in the infiltration process cannot be ignored, and the "weak compressibility hypothesis" is such a reservoir. Since it cannot be applied to oil and gas development applications in Japan and the plastic deformation of the porous medium is serious, it becomes more difficult to determine the permeability of the reservoir.

目的層の浸透率感度と流速及び圧力勾配との間の関係の2つの方面の情報を理解し把握した上、目的層を試掘するための多孔質媒体には開始圧力勾配が存在するだけではなく、深刻な下限「非Dracy」浸透現象−すなわち流量(流速)と圧力勾配がリニア関係ではないことが存在することが見出された。 After understanding and understanding the information in two directions of the relationship between the permeability sensitivity of the target layer and the flow velocity and pressure gradient, not only the starting pressure gradient exists in the porous medium for exploring the target layer, but also. It has been found that there is a serious lower bound "non-Dracy" osmotic phenomenon-ie, there is a non-linear relationship between flow rate (flow velocity) and pressure gradient.

機械的分析によれば、圧力勾配および時間の変化に伴って多孔質媒体の孔隙構造が変形して、貯留層の流速感度がより深刻になり、貯留層の浸透率が急激に低下し、流量が明らかに減少する傾向を有することが確認されており、それは「非典型」な「非Dracy非定常流動」に属する。 According to mechanical analysis, the pore structure of the porous medium deforms with changes in pressure gradient and time, the flow velocity sensitivity of the reservoir becomes more serious, the permeability of the reservoir drops sharply, and the flow rate. Has been found to have a clear tendency to decrease, which belongs to the "atypical" "non-Dracy unsteady flow".

これまで、当業者であれば、本明細書には本発明の複数の例示的な実施例が詳細に記載されたが、本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、本発明に開示されている内容に基づいて、本発明の原理と合致する複数の変形又は修正を直接想到又は推定し得る。従って、本発明の範囲は、そのような他の全ての変形または修正を包含するものと理解し認定されるべきである。 To date, those skilled in the art have described in detail a plurality of exemplary embodiments of the invention, but are disclosed in the invention without departing from the spirit and scope of the invention. Based on the content, a plurality of modifications or modifications consistent with the principles of the present invention can be directly conceived or presumed. Therefore, the scope of the invention should be understood and recognized as including all such other modifications or modifications.

Claims (15)

CT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置であって、
非磁性材料で製造される中空透明反応管と、反応管の両端開口をシールするチョックプラグとを含み、チョックプラグに反応管の内部に連通している貫通孔が設置され、前記反応管の体積が少なくともCT装置の検出空間内に収納できるホルダーと、
テストサンプルの置換媒体を収容するための供給装置と、
前記供給装置と一端におけるチョックプラグとを接続して、反応管に入るように置換媒体を制御するコネクタと、
他端におけるチョックプラグに接続されて、反応管から排出された置換媒体量を測定する測定装置と、
前記ホルダーを走査するための検出空間を有し、前記反応管内で置換媒体がサンプルを通過するときのサンプルの変化状態図を取得するCT装置と、
測定過程におけるデータを取得して測定データをリアルタイムに分析すると同時に対応測定結果を出力する制御システムとを備え、
前記チョックプラグは中空媒体ジョイントと金属シール管を含み、前記媒体ジョイントは非磁性材料で一体形成された制限部分と導入部分とを含み、前記制限部分の外径が前記反応管の内径以下であり、前記導入部分の直径が前記反応管の外径より大きく、前記制限部分は前記反応管の内部に挿入された後に前記導入部分により遮断される、ことを特徴とするCT技術による海域の泥質シルト貯留層構造変化の測定装置。
It is a measuring device for structural changes in the pelitic silt reservoir structure in the sea area by CT technology.
A hollow transparent reaction tube made of a non-magnetic material and a chock plug that seals the openings at both ends of the reaction tube are included, and a through hole communicating with the inside of the reaction tube is provided in the chock plug to provide the volume of the reaction tube. With a holder that can be stored at least in the detection space of the CT device,
A supply device for accommodating a replacement medium for test samples,
A connector that connects the supply device and the chock plug at one end and controls the replacement medium so as to enter the reaction tube.
A measuring device connected to the chock plug at the other end and measuring the amount of replacement medium discharged from the reaction tube,
A CT apparatus having a detection space for scanning the holder and acquiring a change state diagram of the sample as the replacement medium passes through the sample in the reaction tube.
Equipped with a control system that acquires data in the measurement process, analyzes the measurement data in real time, and at the same time outputs the corresponding measurement results.
The chock plug includes a hollow medium joint and a metal seal tube, the medium joint includes a limiting portion and an introduction portion integrally formed of a non-magnetic material, and the outer diameter of the limiting portion is equal to or less than the inner diameter of the reaction tube. The diameter of the introduction portion is larger than the outer diameter of the reaction tube, and the restriction portion is blocked by the introduction portion after being inserted into the inside of the reaction tube. A device for measuring changes in silt reservoir structure.
記金属シール管は前記反応管と前記導入部分との接続部にシールするように取り付けられ、前記貫通孔は前記導入部分に設置され、2つの前記制限部分の間の間隔距離が測定サンプルを収容する空間となる、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 Is the previous SL-metal seal tube fitted to seal the connection portion between the introduction portion and the reaction tube, the through hole is disposed on the introducing portion, the spacing distance between two of said restricted portions have a measurement sample The device according to claim 1, wherein the space is to be accommodated. 前記反応管の両端にそれぞれ雄ネジとシールリングを取り付ける環形凹状リングが設置され、前記金属シール管は、前記制限部分に向いている一端に前記反応管に螺合される雌ネジが設置され、他端が直径が雌ネジ部分の直径より小さい摺動チャンネルであり、前記導入部分の前記制限部分に近い端部に外側に突出した制限リングが設置され、前記媒体ジョイントに套設された前記金属シール管は前記制限リングで制限されて制限部分の方向へ摺動することができず、同時に前記導入部分には前記金属シール管の後退を制限するC形リテーナが設置される、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 Ring-shaped concave rings for attaching male screws and seal rings are installed at both ends of the reaction tube, and the metal seal tube has female screws screwed into the reaction tube at one end facing the restriction portion. The other end is a sliding channel whose diameter is smaller than the diameter of the female thread portion, and a limiting ring projecting outward is installed at an end close to the limiting portion of the introduction portion, and the metal installed in the medium joint. The seal tube is restricted by the restriction ring and cannot slide in the direction of the restriction portion, and at the same time, a C-shaped retainer that restricts the retreat of the metal seal tube is installed in the introduction portion. The device according to claim 2. 前記サンプルを収納する空間内に空間の大きさを調整する非磁性調整管が取り付けられ、前記調整管は、外径が前記反応管の内径以下であり、内部に置換媒体が通過するためのチャンネルが設けられ、前記調整管とサンプルとの接触端面に置換媒体を分流するための導流溝が設置される、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 A non-magnetic adjusting tube for adjusting the size of the space is attached in the space for accommodating the sample, and the outer diameter of the adjusting tube is equal to or less than the inner diameter of the reaction tube, and a channel for passing the replacement medium inside. The apparatus according to claim 2, wherein a flow guide groove for dividing the replacement medium is provided on the contact end surface between the adjusting tube and the sample. 前記反応管、媒体ジョイント及び調整管は非磁性ポリイミド材料で製造されることを特徴とする請求項4に記載の装置。 The apparatus according to claim 4, wherein the reaction tube, the medium joint, and the adjusting tube are made of a non-magnetic polyimide material. 前記制限部分の収納サンプルに近い一端の外円周に、直径方向シールリングが設置される、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 The device according to claim 2, wherein a diametrical seal ring is installed on the outer circumference of one end near the storage sample of the restricted portion. 2つの前記制限部分のサンプルに近い一端にそれぞれサンプルの通過を抑制する金属網とろ紙が設置され、前記金属網とろ紙のメッシュが少なくともサンプルの粒度より小さい、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 The second aspect of the present invention is characterized in that a metal net and a filter paper for suppressing the passage of the sample are installed at one end of each of the two restricted portions near the sample, and the mesh of the metal net and the filter paper is at least smaller than the particle size of the sample. The device described. 前記測定装置は、電子天秤、及び排出された置換媒体を収容する容器を含み、前記チョックプラグはパイピングを介して前記容器に接続される、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 The device according to claim 1, wherein the measuring device includes an electronic balance and a container for accommodating a discharged replacement medium, and the chock plug is connected to the container via piping. 前記供給装置は気体又は液体を提供する材料貯蔵タンクと、前記材料貯蔵タンクの供給圧力を調整する調整器と、置換媒体を収納する液体タンクとを含み、液体タンクは供給端が調整器に接続されて、吐出端が前記コネクタに接続され、前記調整器は測定要求圧力に基づいて前記供給装置が吐出した気体又は液体を前記液体タンクに入るように調整して、前記液体タンク内の置換媒体が前記コネクタを経た後に前記反応管に入るように促進し、前記コネクタにはそれぞれ気体源と液体源に接続される2つの供給インターフェース、1つの共用吐出インターフェースが設置され、同時に回路を介して前記制御システムに現在の置換媒体の供給量と圧力値を出力する、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 The supply device includes a material storage tank for providing gas or liquid, a regulator for adjusting the supply pressure of the material storage tank, and a liquid tank for accommodating a replacement medium, and the liquid tank has a supply end connected to the regulator. The discharge end is connected to the connector, and the regulator adjusts the gas or liquid discharged by the supply device to enter the liquid tank based on the measurement required pressure, and the replacement medium in the liquid tank. Is installed in the reaction tube after passing through the connector, and the connector is provided with two supply interfaces and one shared discharge interface, which are connected to a gas source and a liquid source, respectively, and at the same time, the said via a circuit. The apparatus according to claim 1, wherein the current supply amount and pressure value of the replacement medium are output to the control system. 前記媒体ジョイントの導入部分の制限部分から離れた一端に固定ベースが取り付けられ、前記固定ベースの底面に前記CT装置の載置シートを収納する収納溝が設置され、前記固定ベースの径方向周辺に軸心線方向へ捩じられる調節ネジが設置されて、前記固定ベースと前記載置シートを固定する、ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 A fixed base is attached to one end away from the restricted portion of the introduction portion of the medium joint, and a storage groove for accommodating the mounting sheet of the CT device is provided on the bottom surface of the fixed base, and is provided around the radial direction of the fixed base. The device according to claim 2, wherein an adjusting screw twisted in the axial direction is installed to fix the fixing base and the above-mentioned mounting sheet. 請求項1−10のいずれか一項に記載の装置を用いた測定方法であって、
テストの要件に応じて対応量のサンプルを選択し、次に非磁性材料で製造された小型反応管に投入し、両端のチョックプラグでサンプルの載置位置を調整して制限し、次に各テスト装置を接続して、反応管がCT装置の検出空間に位置するようにするステップ100と、
まず、制御システムで測定前の各初期データを取得して、テスト圧力とテスト流量を選択し、次に液体タンクを開いて設定圧力下で反応管に所定流量で蒸留水を注入し、測定装置においてサンプルが通過した後に排出された蒸留水の量を記録し、単位時間あたり排出された蒸留水の量に基づいて、蒸留水のサンプルを通過したときの浸透率を算出するステップ200と、
測定装置が受信した蒸留水の流速が安定したとき、実験を一次的に停止して反応管内の現在状態を静止に保持し、次に、CT装置によって放射線源を利用して反応管におけるサンプルを360度で走査し、今回走査したサンプルの画像を取得して保存し、次に実験を続けるステップ300と、
実験を続けるとき、現在のテスト圧力を変えて、ステップ200とステップ300を、所定の実験回数になるまで繰り返し、次に走査ごとに取得した画像に対してデータ要約を行い、現在サンプルの異なる圧力と流量での微細な微粒の移動状況を取得し、それにより対応地層で実際に天然ガスハイドレートを採掘するときに満たすべき条件を提供するステップ400とを含む、ことを特徴とする請求項1−10に記載の装置を用いた測定方法。
A measurement method using the apparatus according to any one of claims 1-10.
Select the corresponding amount of sample according to the test requirements, then place it in a small reaction tube made of non-magnetic material, adjust and limit the placement position of the sample with chock plugs at both ends, then each Step 100 of connecting the test device so that the reaction tube is located in the detection space of the CT device,
First, the control system acquires each initial data before measurement, selects the test pressure and test flow rate, then opens the liquid tank and injects distilled water at a predetermined flow rate into the reaction tube under the set pressure, and the measuring device In step 200, the amount of distilled water discharged after the sample has passed is recorded, and the permeation rate when the sample of distilled water is passed is calculated based on the amount of distilled water discharged per unit time.
When the flow velocity of the distilled water received by the measuring device stabilizes, the experiment is temporarily stopped to keep the current state in the reaction tube stationary, and then the sample in the reaction tube is sampled by the CT device using the radiation source. Step 300 of scanning at 360 degrees, acquiring and saving the image of the sample scanned this time, and then continuing the experiment.
As the experiment continues, the current test pressure is changed, steps 200 and 300 are repeated until a predetermined number of experiments, then data summarization is performed on the images acquired for each scan, and the pressures of the current samples are different. And step 400, which obtains the movement status of fine particles at a flow rate, thereby providing conditions to be met when actually mining natural gas hydrate in the corresponding formation. A measuring method using the apparatus according to -10.
前記現在のテスト圧力を変更する基準は、圧力勾配の変化に基づいて変化し、具体的には、初期テスト圧力は10kpa、以降の毎回の実験のテスト圧力は順次30kPa、50kPa、75kPa、100kPaである、ことを特徴とする請求項11に記載の測定方法。 The criteria for changing the current test pressure changes based on the change in the pressure gradient. Specifically, the initial test pressure is 10 kpa, and the test pressures of each subsequent experiment are sequentially 30 kPa, 50 kPa, 75 kPa, and 100 kPa. The measuring method according to claim 11, wherein there is. 実験を行うときに蒸留水が前記サンプルと前記反応管との間隙を流れることを避けるように、前記サンプルを反応管の内側壁面と密着させて反応管に充填する、ことを特徴とする請求項11に記載の測定方法。 The claim is characterized in that the sample is brought into close contact with the inner wall surface of the reaction tube and filled in the reaction tube so that distilled water does not flow through the gap between the sample and the reaction tube when performing an experiment. 11. The measuring method according to 11. 前記現在のテスト圧力を変えながら前記ステップ200と前記ステップ300を繰り返すことによる前記現在サンプルの異なる圧力と流量での微細な微粒の移動状況としては、泥質シルトから構成される岩貯留層サンプルは、置換時間の増加に伴い、浸透率の劣化が置換時点ごとに発生し、最終的に、ウェル周囲の浸透抵抗を増大するケーキが形成され、低圧区間での産量安定化に必要な時間が長くなり、且つ地層エネルギーが高圧区間では著しく低減する傾向を示す、ことを特徴とする請求項11に記載の測定方法。 As for the movement of fine particles at different pressures and flow rates of the current sample by repeating the steps 200 and 300 while changing the current test pressure, the rock reservoir sample composed of muddy silt is As the replacement time increases, deterioration of the permeation rate occurs at each replacement point, and finally a cake that increases the permeation resistance around the well is formed, and the time required for stabilizing the production volume in the low pressure section is long. becomes, and the measuring method according to claim 11, strata energy tends to be significantly reduced in the high pressure section, it is characterized. 浸透率を計算するときに、まず現在流速を測定して、次に下式により浸透率を取得できることを特徴とする請求項11に記載の測定方法。
(式中、ΔPは圧力差、Qは流速、μは注入液の粘度、lはコアの長さ、Aはコアの横断面積、Kは浸透率である。)



The measuring method according to claim 11, wherein when calculating the permeation rate, the current flow velocity can be measured first, and then the permeation rate can be obtained by the following formula.
(In the formula, ΔP is the pressure difference, Q is the flow velocity, μ is the viscosity of the injection solution, l is the core length, A is the cross-sectional area of the core, and K is the permeation rate.)



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