一種利用磁共振成像技術(shù)快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法
【專利摘要】一種利用磁共振成像技術(shù)快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法，屬于油藏物理模擬檢測領(lǐng)域。這種利用磁共振成像技術(shù)快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法，首先利用成像技術(shù)獲得成像區(qū)域內(nèi)沿擴散方向每一個位置的液相濃度分布，然后獲得基準(zhǔn)時刻和計算時刻間每一個位置的濃度差，最后利用公式非線性擬合獲得氣-液擴散系數(shù)。該方法可以較準(zhǔn)確的確定氣-液的擴散系數(shù)值，并且利用前后時刻濃度做差消除了實驗中界面濃度變化帶來的影響，適用性更廣，且計算的時間是氣相擴散至液相底部的時間，相比較大部分實驗要求最后達到平衡濃度的時間，大大減少。
【專利說明】一種利用磁共振成像技術(shù)快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用磁共振成像技術(shù)快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法，屬于油藏 物理模擬檢測領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 氣體的擴散性是采油工程中一個重要的研究課題。要了解兩種不同相態(tài)，特別是 氣液相態(tài)之間的傳輸特性，就必須要研究擴散特性，進而分析由于濃度梯度導(dǎo)致的傳輸和 溶解速率。由于不同氣液系統(tǒng)的擴散特性不同，因此，有必要確定擴散系數(shù)的值，來對傳質(zhì) 過程和注氣提高石油采收率項目進行設(shè)計。特別在CO 2-EOR項目中，擴散系數(shù)對于工程設(shè) 計、風(fēng)險評估、經(jīng)濟評價等方面都是必要的數(shù)據(jù)。
[0003] 擴散系數(shù)的測量方法大體分為兩種：間接法和直接法。間接法需要測量與擴散過 程相關(guān)的一些參數(shù)的變化，比如溶液體積的變化、氣液界面的運移速率和擴散系統(tǒng)的壓力 變化等。但是這些間接方法需要準(zhǔn)確建立測量參數(shù)與擴散相濃度的關(guān)系，并且需要對被測 量參數(shù)進行精確的測量，有較大的局限性。直接法需要測量的是擴散相的濃度分布，但是一 般都要花費較長的時間，達到平衡濃度時才能計算出擴散系數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種利用磁共振成像技術(shù) 快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法。該方法利用磁共振成像（MRI)技術(shù)對氣體在液相的擴 散過程進行準(zhǔn)確的把握，由于氣體在液相中的擴散導(dǎo)致液相濃度發(fā)生變化，在氣體擴散至 液相底部之前的時間段內(nèi)，通過成像技術(shù)對液相的濃度分布數(shù)據(jù)進行分析，可以快速確定 氣-液擴散過程中的擴散系數(shù)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用磁共振成像技術(shù)快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法， 其特征在于以下步驟 ：
[0006] (1)獲得成像區(qū)域內(nèi)沿擴散方向每一個位置的液相濃度分布
[0007] 擴散過程中的某一個時刻的二維投影圖像信號強度與氣相未注入初始時刻的投 影圖像信號強度的比值，為液相的濃度分布，沿垂直于擴散方向?qū)⒚恳粋€位置的濃度值加 和后取平均值，獲得成像區(qū)域內(nèi)沿擴散方向每一個位置的液相濃度分布；
[0008] (2)獲得基準(zhǔn)時刻和計算時刻間每一個位置的濃度差
[0009] 通過對不同時刻的液相濃度分布進行比較，確定氣體擴散到底部的時刻；將該時 刻之前的時間平均分成m份作為計算時刻，記為4 (k=l，2.. .m);
[0010] 選取擴散剛開始階段的某一時刻為基準(zhǔn)時刻，記為tl，該基準(zhǔn)時刻每一個位置的 液相濃度C yU1)減去計算時刻每一個位置的液相濃度cy(t〖），獲得基準(zhǔn)時刻和計算時刻間 每一個位置的濃度差；
[0011] (3)獲得氣-液擴散系數(shù)
[0012] 按公式⑴非線性擬合濃度差數(shù)據(jù)^作)-^^)，位置數(shù)據(jù)y和時間數(shù)據(jù)tl，g， 得到每個計算時刻的擴散系數(shù)值D :
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用磁共振成像技術(shù)快速測量氣-液擴散系數(shù)的方法，其特征在于w下步驟： (1) 獲得成像區(qū)域內(nèi)沿擴散方向每一個位置的液相濃度分布 擴散過程中的某一個時刻的二維投影圖像信號強度與氣相未注入初始時刻的投影圖 像信號強度的比值，為液相的濃度分布，沿垂直于擴散方向?qū)⒚恳粋€位置的濃度值加和后 取平均值，獲得成像區(qū)域內(nèi)沿擴散方向每一個位置的液相濃度分布； (2) 獲得基準(zhǔn)時刻和計算時刻間每一個位置的濃度差 通過對不同時刻的液相濃度分布進行比較，確定氣體擴散到底部的時刻；將該時刻之 前的時間平均分成m份作為計算時刻，記為
選取擴散剛開始階段的某一時刻為基準(zhǔn)時刻，記為ti，該基準(zhǔn)時刻每一個位置的液相 濃度Cy (ti)減去計算時刻每一個位置的液相濃度Cy(t^ )，獲得基準(zhǔn)時刻和計算時刻間每一 個位置的濃度差； (3) 獲得氣-液擴散系數(shù) 按公式（1)非線性擬合濃度差數(shù)據(jù)Cy(t|)-Cy(t。，位置數(shù)據(jù)y和時間數(shù)據(jù)ti,巧，得到 每個計算時刻的擴散系數(shù)值D :
其中K為一個常數(shù)，erfc為誤差函數(shù)； 將m個不同計算時刻的擴散系數(shù)值求平均值，獲得氣-液擴散系數(shù)。
【文檔編號】G01N13/00GK104390886SQ201410668710
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】趙越超, 宋永臣, 陳俊霖, 郝敏, 楊明軍, 蔣蘭蘭, 劉瑜 申請人:大連理工大學(xué)