石油分子结构检测方法、装置及系统的制作方法_2

文档序号:9825359阅读:来源:国知局
66] 其中,T1为纵向驰豫时间,T2为横向弛豫时间。
[0067]步骤102、根据所述IVT2分布确定石油分子的重新取向时间。
[0068] 具体地,石油分子的弛豫时间与1Η-1!!间距分布可以由下面两个式子来表示:
[0071 ]其中,γ是磁导率,h是普朗克常数除以2π,ω = 2对,f是1Η的拉莫尔频率,b是分子 中两个相邻1Η」Η之间的距离,即分子中相邻两个氢质子之间的距离,μ〇是空间磁导率,通常 可以用空气的磁导率来代替,τ。为重新取向时间即分子旋转相关时间。式中的1^代表1^分 布,Τ2代表Τ2分布。
[0072] 对于烃类化合物而言,不同的分子结构所对应的b也各不相同,只要求得了某个烃 类化合物的b分布,也就可以推测出该化合物的分子结构,而石油的主要成分正是烃类化合 物,这使得基于核磁共振技术的原油分子结构的检测成为可能。
[0073] 通过式(1)和式(2)可以得到弛豫时间和重新取向时间的对应关系,图2为本发明 实施例一提供的石油分子结构检测方法中弛豫时间和重新取向时间的对应关系图。从图2 中可以大概看出!^、!^以及L之间的关系。
[0074] 为了消除b的影响,将式(1)和式(2)相除,可以得到:
[0076] 这样就可以得到弛豫时间比Tl/T2与^之间的函数关系了。在本步骤中,可以根据 式(3)来确定τ。。!:。与粘度、分子尺寸、分子量均成正比关系,τ。分布表征了一个化合物内不 同尺寸分子的数量大小。
[0077] 步骤103、根据所述重新取向时间和石油分子的1^分布确定石油分子的咕-咕间距 分布。
[0078] 具体地,确定Ti分布的方法属于现有技术,此处不再赘述。根据式(1)可以确定石 油样品的1Η-1!!间距分布。
[0079] 步骤1〇4、根据1Η-1!!间距分布确定石油分子结构。
[0080] 具体地,不同的分子对应的4-?间距分布可以事先确定并存储。图3为本发明实施 例一提供的石油分子结构检测方法中不同分子对应的 1Η-1!!间距分布图。如图3所示,烃类分 子由碳和氢组成,分子结构不同,相邻两个氢质子之间的距离也不同,因此,不同的分子结 构对应的 1Η-1!!间距分布不同。
[0081] 在本步骤中,根据预存储的分子结构与咕-咕间距分布的对应关系,可以确定石油 样品的分子结构。
[0082]本实施例中的石油分子结构检测方法可以基于低场核磁共振技术来实现,可应用 于各种类型的低场核磁共振探头,既可以应用于井下测井仪器,也可应用于地面实验室,且 无论"Outside-in"或"Inside-out"探测模式均可以应用,但是要求探头产生的静磁场和射 频场比较均匀,以使采集信号获得更优的信噪比。
[0083]本实施例提供的石油分子结构检测方法,通过对石油样品施加脉冲序列,获得石 油分子的IVT2分布,根据所述IVT2分布确定石油分子的重新取向时间,根据所述重新取向 时间和石油分子的h分布确定石油分子的4-?间距分布,并根据 1Η-1!!间距分布确定石油 分子结构,能够快速地检测石油分子的结构,提高了检测的效率,且操作简单,不需对石油 样品添加任何化学试剂,也不会对石油样品造成污染,适用范围较广。
[0084] 实施例二
[0085] 本发明实施例二提供一种石油分子结构检测方法。本实施例是在实施例一提供的 技术方案的基础上,利用快速二维核磁共振脉冲序列来获取IVT 2的分布。图4为本发明实施 例二提供的石油分子结构检测方法的流程图。如图4所示,本实施例中的石油分子结构检测 方法,可以包括:
[0086]步骤201、对所述石油样品依次施加 X个DE脉冲序列、一个180度X轴正向脉冲和y个 FIR脉冲序列,获得Tl分布的第一幅值ADEFIR(lgTl)。
[0087]步骤202、对所述石油样品依次施加 y个FIR脉冲序列,获得回波信号,对所述回波 信号进行反演处理,获得Τι分布的第二幅值AFIR(lgTl)。
[0088] 步骤203、根据所述Τι分布的第一幅值Adefir( lgTi)和所述Τι分布的第二幅值Afir (lgTl)获得Ti分布与IVT2分布的函数关系。
[0089] 步骤204、根据分布与IVT2分布的函数关系,确定IVT2分布。
[0090]本实施例中,可以通过步骤201至步骤204来获得石油分子的IVT2分布。具体地,本 实施例通过对石油样品施加 DEFIR脉冲序列和FIR脉冲序列来获得石油分子的IVT2分布。
[0091] 图5为本发明实施例二提供的石油分子结构检测方法中DEFIR脉冲序列的示意图。 如图5所示,所述DEFIR脉冲序列包括DE(驱动平衡)脉冲序列、180度X轴正向脉冲和FIR(快 速饱和反转恢复)脉冲序列。对石油样品施加 DEFIR脉冲序列,可以包括:对所述石油样品依 次施加 X个所述DE脉冲序列、一个所述180度X轴正向脉冲和y个所述FIR脉冲序列,其中,X、y 为自然数,且2,y 2 2。
[0092] 在石油样品中施加 DEFIR脉冲序列,可以通过将石油样品的磁化矢量反复扳转至 平衡后计算相应的弛豫时间数据。该脉冲序列的独特设计和反演方法使得其只需要两次一 维扫描就可以获得Ti分布和二维IVT 2-T^布信息,这里面包含了计算τ。所必须的IVT2分 布和计算b所需用到的h分布。
[0093]具体地,在对所述石油样品施加 DEFIR脉冲序列后,可以获得1^分布的第一幅值 ADEraKlgTi),然后对所述石油样品依次施加 y个FIR脉冲序列,获得回波信号,对所述回波信 号进行反演处理,可以获得!^分布的第二幅值AraKlgh)。
[0094]根据所述Tl分布的第一幅值ADEFIR(lgTl)和所述Tl分布的第二幅值AFIR(lgTl)获得 Τι分布与T1/T2分布的函数关系,如下式所示:
[0096] 式(4)中的<Τι/Τ2>Τι表不Τι分布与T1/T2分布的函数关系。τι表不X个所述DE脉冲序 列中最后一个DE脉冲序列的90度X轴负向脉冲与所述180度X轴正向脉冲之间的时间间隔, τ2 = 4tde,tde表示一个所述DE脉冲序列中相邻两个脉冲之间的时间间隔。
[0097] 在获得Τι分布与T1/T2分布的函数关系之后,可以根据Τι分布获得T1/T2分布。
[0098] 步骤205、根据所述IVT2分布确定石油分子的重新取向时间。
[0099] 步骤206、根据所述重新取向时间和石油分子的1^分布确定石油分子的间距 分布。
[0100] 步骤207、根据1Η-1!!间距分布确定石油分子结构。
[0101] 其中,步骤205至步骤207的具体实现原理与实施例一中的步骤102至步骤104类 似,此处不再赘述。
[0102] 采用本实施例对两组石油样品进行检测,图6为采用本发明实施例二提供的石油 分子结构检测方法获得的两组石油样品的h/Ts分布图。图7图6所示两组石油样品的h/Ts 分布对应的重新取向时间分布图。图8为图7所示两组石油样品的重新取向时间分布对应的 b分布图。如图8所示,根据分子结构与b分布的对应关系,可以确定左侧的石油样品中主要 含有25个碳左右的烃类化合物,而右侧的石油样品中主要含有32个碳左右的烃类化合物。
[0103] 本实施例提供的石油分子结构检测方法,通过向石油样品施加 DEFIR脉冲序列和 FIR脉冲序列,只需要两次扫描就可以得到石油样品的二维弛豫信息,半分钟左右即可测得 一个石油样品的二维弛豫信息,能够快速、准确地测量出原油样品的信息,然后根据 IVT2分布推导出石油分子结构,检测效率高且结果准确。
[0104] 实施例三
[0105] 本发明实施例三提供一种石油分子结构检测装置。图9为本发明实施例三提供的 石油分子结构检测装置的结构示意图。如图9所示,本实施例中的石油分子结构检测装置, 可以包括:
[0106] 获得模块301,用于通过对石油样品施加脉冲序列,获得石油分子的IVT2分布;
[0107] 第一确定模块302,用于根据所述T1/T2分布确定石油分子的重新取向时间;
[0108] 第二确定模块303,用于根据所述重新取向时间和石油分子的1^分布
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