一种海洋天然气水合物岩芯重塑装置及方法
专利汇可以提供一种海洋天然气水合物岩芯重塑装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种海洋 天然气 水 合物岩芯重塑装置及方法，装置包括热缩夹套、 声波 数据采集 系统、 X射线 CT成像系统、主体反应釜、注气系统、围压油浴循环系统，实现岩芯水合物P 波速 度数据采集功能，P波速度与 测井 数据的对比判定水合物重塑是否完成。主体反应釜，热缩夹套，天然岩芯及两端堵头组成主体系统，实现岩芯内的水合物重塑生成。围压系统实现岩芯周围海底原位压 力 与 温度 的控制。注气系统在岩芯围压作用下，实现岩芯内部孔隙压的控制。该水合物岩芯重塑装置应用于钻探取样非保真岩芯或已泄压天然岩芯内水合物海底原位条件重塑，能通过X射线CT扫描实时观测水合物岩芯内部空间分布，结构简单，操作方便，可对多个岩芯重复使用。，下面是一种海洋天然气水合物岩芯重塑装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种海洋天然气水合物岩芯重塑方法，其特征在于，该方法所用的装置包括热缩夹套(1)、声波数据采集系统(3)、X射线CT成像系统(4)、主体反应釜(5)、注气系统(6)、围压油浴循环系统(7)；其中，密闭的主体反应釜内填充油浴，油浴中设置非保真的天然岩芯(2)，天然岩心由四周包裹的热缩夹套(1)和岩心上、下两端设置的岩心堵头密封，进而与其外部油浴隔离，并且同时承受围压的作用；围压油浴循环系统(7)与油浴连通，用于调节天然岩心外部围压和温度；注气系统(6)通过管路与上、下两端的岩心堵头相连，用于向天然岩心中注入气体，实现岩芯内部孔隙压力的精确控制；所述声波数据采集系统(3)包括超声波发射、接收探头、脉冲收发器和示波器，其中，超声波发射、接收探头分别设置于上、下两端的岩心堵头内，与外部的脉冲收发器连接，再连接示波器，用于测量岩心整体P波信号；所述主体反应釜设置于X射线CT成像系统(4)中的微焦点X射线CT腔体内部，通过进行X射线扫描，用于可视化监测水合物在岩芯内的三维空间分布，并提取天然岩芯内部重塑的饱和度参数；
具体方法包括如下步骤：
第一步，取非保真的天然岩芯，内部孔隙水未破坏损失，通过切割处理得到与岩芯堵头直径大小相同的柱状样品，将岩芯堵头与之上、下对齐，外围套上热缩夹套，通过加热，包裹密封好岩芯与堵头的连接部位；
第二步，岩芯堵头分别安装超声波发射、接收探头以及注气连接管路，声波发射、接收探头表面图上一层声波耦合剂，紧贴岩芯表面；
第三步，将第一、二步连接的整体放入反应釜内腔中；根据岩芯所处海底地层温压条件，调整围压液至设定温度T和围压油设定压力PL，开启围压循环泵注入液压油，保持稳定流速运行；
第四步，打开注气系统柱塞泵阀门，恒压注入甲烷或混合天然气成分至岩芯内部，控制气体孔隙内压力为PG，保证始终PG
t0＝t-tTOP，
其中，Vp为岩芯声波速度，单位：m/s；L为岩芯长度，单位：m；t为首波峰到达时间，单位：
s；tTOP为延迟时间，单位：s；
在测量过程中始终监测声波波速Vp，并且通过对比测井声速Vw，利用有效介质理论模型BGTL方程分别反算出水合物饱和度Sw与SP，
其中，Sw为岩芯所处海域地层深度下随钻测井数据的水合物饱和度；SP为有效介质模型反算的重塑饱和度； 为岩芯孔隙度；ρB为混合沉积物的整体密度；Ksat为岩芯体积模量；
KDry与Kf分别为岩芯干燥与水饱和时的体积模量；Gsat为岩芯的剪切模量；Kh与Kw分别为水合物的体积模量和水的体积模量；K为岩芯成分总体积模量；
当|Sw-SP|<1％时，水合物重塑初步完成；当|Sw-SP|≥1％时，通过调节注气系统中柱塞泵压力，调节孔隙压力，令生成水合物的饱和度达到实际地层条件；
第六步，进行X射线CT测量，通过CT图像的三维重构，提取出水合物重塑后的饱和度SCT，当|SCT-Sw|<3％时，认为水合物重塑完成；当|SCT-Sw|≥3％时，通过调节注气系统中柱塞泵压力，调节孔隙压力，令生成水合物的饱和度达到实际地层条件，重复第五步操作；最后对重塑岩芯结构图像与保真原始天然样品图像对比，判断水合物饱和度空间分布的差异性。
2.根据权利要求1所述的一种海洋天然气水合物岩芯重塑方法，其特征在于，声波数据采集系统的纵波频率范围是100～200kHz。
3.根据权利要求1或2所述的一种海洋天然气水合物岩芯重塑方法，其特征在于，围压油浴循环系统(7)包括自动围压泵、自动循环泵和控温的循环油浴；其中自动围压泵的泵体最高工作压力5000Psi，流速0.001-50ml/min；自动循环泵的流速为3～5L/min；循环油浴的工作温度为-20℃～150℃。
一种海洋天然气水合物岩芯重塑装置及方法
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具体实施方式
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