一种模拟页岩气水平井固井环空顶替效率的监测方法

摘要

本发明公开了一种模拟页岩气水平井固井环空顶替效率的监测方法，利用低场核磁共振成像仪得以实现，包括：(1)将环形测量管段置于射频线圈中，向井筒内管注入被顶替液；(2)调整低场核磁共振成像仪参数，使测量管段样品产生核磁共振；(3)将测量管段样品的核磁共振信号送入射频单元，通过谱仪系统进行转换，获得核磁共振信号谱线；(4)获得测量管段样品在不同方向的成像图；(5)向井筒内管中注入顶替液，重复步骤(2)～(4)，获得不同时刻测量管段样品的T₂谱线和成像图，绘制顶替效率曲线图，通过成像图对流体间掺混、顶替机理进行研究。本发明既能有效监测环空流体的流动状态，又能通过成像图研究流体间的掺混、顶替机理，克服了现有技术的不足。

主权项

一种模拟页岩气水平井固井环空顶替效率的监测方法，该方法利用低场核磁共振成像仪得以实现，所述低场核磁共振成像仪由计算机(1)、谱仪系统(2)、射频单元(3)、梯度单元(4)、磁箱(5)组成，所述磁箱(5)通过射频单元(3)、梯度单元(4)依次连接谱仪系统(2)和计算机(1)，所述磁箱中有磁体(6)、梯度线圈(7)、射频线圈(8)，射频线圈中放置模拟水平井筒的环形测量管段，所述环形测量管段包括井筒内管(9)和井筒外管(10)，其特征在于，该方法依次包括以下步骤：(1)将环形测量管段置于磁箱的射频线圈中，向井筒内管注入被顶替液即油基泥浆，作为测量管段样品，同时通过磁体对环形测量管段施加均匀磁场；(2)通过计算机调整低场核磁共振成像仪参数，谱仪系统根据计算机中设定的脉冲序列参数产生满足核磁共振的射频信号，同时将信号传到射频单元并进行功率放大，再经射频线圈发射，使测量管段样品产生核磁共振；(3)停止射频信号的发射，进行信号采集，射频线圈将采集到的测量管段样品的核磁共振信号送入射频单元进行前置放大，再通过谱仪系统进行数模转换，最后将转换后的数据送入计算机进行数据处理，进而获得核磁共振信号谱线，即T₂谱线；(4)谱仪系统将计算机内设定的梯度参数进行转化，并通过梯度单元进行梯度功放，指导梯度线圈产生相应的梯度磁场，在三维空间内对物体进行定位，从而获得测量管段样品在不同方向的成像图；(5)向井筒内管中以一定排量注入顶替液，在顶替过程中重复步骤(2)～(4)，获得不同时刻测量管段样品的T₂谱线和成像图，通过下式计算t时刻的顶替效率V：V＝1‑A₂/A₁式中：A₁、A₂分别为初始时刻、注入t时刻T₂谱线中的信号幅值，绘制不同时刻测量管段样品的顶替效率曲线图，同时通过对比测量管段样品不同时刻的成像图，对流体间掺混、顶替机理进行研究。