一种岩心测量装置及声波校正算法的制作方法

专利2026-05-09  0


本发明涉及岩心测量,尤其涉及一种岩心测量装置及声波校正算法。


背景技术:

1、天然气水合物是由天然气和水在较高压力及较低温度条件下形成的似冰雪笼型化合物。天然气水合物资源开发需要开展天然气水合物储层物理化学及力学等性质的基础研究,基础研究以天然气水合物岩心样品为主,开展天然气水合物储层物性原位或准原位测试。

2、目前,通过在核磁共振舱内放置传统的天然气水合物岩心测量装置,能够同时检测岩心的声波及核磁信号。由于电阻率测量组件的供电电极及测量电极会干扰核磁信号,导致测量结果出现误差,因此,传统的天然气水合物岩心测量装置并未设置电阻率测量组件,进而无法实现声波、电阻率以及核磁信号的同时测量。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种岩心测量装置及声波校正算法,该测量装置能够实现声波、电阻率及核磁信号的同时测量,并且该声波校正算法能够消除电阻率测量设备对声波信号的影响,真实反映样品的综合功能。

2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

3、一方面,提供一种岩心测量装置,用于核磁共振舱内,所述核磁共振舱内设置有有效核磁信号检测区;

4、所述岩心测量装置包括:

5、套筒,设置有测试腔,待测量的岩心样品位于所述测试腔内,且位于所述有效核磁信号检测区内,所述岩心样品的两端均延伸至所述有效核磁信号检测区外侧;所述测试腔内充满恒温液体,所述套筒的两端均设置有封堵件,所述封堵件能够密封所述测试腔,且所述封堵件由导电材料制成;所述封堵件上设置有与所述岩心样品连通的驱替通道;

6、固定组件,包括两个间隔设置于所述岩心样品两侧的第一固定件及第二固定件;

7、电阻率测量组件,包括供电电极及测量电极,所述供电电极设置于所述岩心样品与所述第一固定件之间,所述测量电极设置于所述岩心样品与所述第二固定件之间;

8、声波测量组件,包括超声波换能器及检波器,所述超声波换能器设置于所述第一固定件上,能够为声波测量提供声源,所述检波器设置于所述第二固定件上,能够接收所述超声波换能器发出的所述声源。

9、作为岩心测量装置的可选方案,所述核磁信号检测区的尺寸为10cm,所述岩心样品尺寸为14cm。

10、作为岩心测量装置的可选方案,所述封堵件由铜材料制成。

11、作为岩心测量装置的可选方案,其中一个所述封堵件上设置有驱替入口,另一个所述封堵件上设置有驱替出口,所述驱替入口及所述驱替出口均与相对应的所述驱替通道连通。

12、作为岩心测量装置的可选方案,其中一个所述封堵件上设置有恒温液体入口,另一个所述封堵件上设置有恒温液体出口,所述恒温液体入口与所述恒温液体出口均连通于所述测试腔,且所述恒温液体入口的位置高度低于所述恒温液体出口的位置高度。

13、作为岩心测量装置的可选方案,所述恒温液体为氟化液。

14、作为岩心测量装置的可选方案,所述恒温液体的温度与所述岩心样品所处地层内的温度相同。

15、另一方面,提供一种声波校正算法,用于校正上述所述的岩心测量装置所采集的结果,括如下步骤:

16、s1:数据采集;

17、将所述岩心测量装置所采集的声波信号作为测试数据;

18、将所述岩心测量装置内的电阻率测量组件拆除,所采集到的声波信号作为基准数据;

19、s2:数据预处理及特征提取;

20、分别对测试数据及基准数据滤波处理、消除噪声,再标准化处理,使测试数据与基准数据具有相同的幅度范围;

21、从标准化的测试数据及标准化的基准数据提取关键特征;

22、s3:模型建立;

23、结合基准数据及测试数据,建立数学模型描述电阻率测量组件对声波信号的影响;

24、s4:校正算法及验证优化;

25、根据建立的数学模型,计算得出误差校正项并建立校正算法,并使用多次测试的测试结果,验证校正算法的有效性。

26、作为声波校正算法的可选方案,所述步骤s2中的滤波处理采用滤波器。

27、作为声波校正算法的可选方案,所述步骤s4中的误差校正项的误差范围不超过5%。

28、本发明的有益效果:

29、本发明提供了一种岩心测量装置,该测量装置通过增大岩心样品的长度,使岩心样品的两端均延伸至有效核磁信号检测区外侧,以避免夹持于岩心样品两端的供电电极及测量电极的磁场干扰核磁共振舱内有效核磁信号检测区内的核磁信号,进而能够实现声波、电阻率以及核磁的同时测量,无需多次移动岩心样品,就能够测得岩心样品的声、电、磁信号,有效避免了岩心样品在移动过程中由于水合物分解所带来的测量误差。此外,本发明还提供了一种声波校正算法,能够对该岩心测量装置得出的声波信号进行校正,以消除电阻率测量组件对声波信号的影响,避免声波探测信号的失真,进而确保得到准确的声波信号,真实反映样品的综合功能。



技术特征:

1.一种岩心测量装置,用于核磁共振舱内,所述核磁共振舱内设置有有效核磁信号检测区;

2.根据权利要求1所述的岩心测量装置,其特征在于,所述核磁信号检测区的尺寸为10cm,所述岩心样品(100)尺寸为14cm。

3.根据权利要求1所述的岩心测量装置,其特征在于,所述封堵件(11)由铜材料制成。

4.根据权利要求1所述的岩心测量装置,其特征在于,其中一个所述封堵件(11)上设置有驱替入口(112),另一个所述封堵件(11)上设置有驱替出口(113),所述驱替入口(112)及所述驱替出口(113)均与相对应的所述驱替通道(111)连通。

5.根据权利要求1所述的岩心测量装置,其特征在于,其中一个所述封堵件(11)上设置有恒温液体入口(114),另一个所述封堵件(11)上设置有恒温液体出口(115),所述恒温液体入口(114)与所述恒温液体出口(115)均连通于所述测试腔(10),且所述恒温液体入口(114)的位置高度低于所述恒温液体出口(115)的位置高度。

6.根据权利要求1所述的岩心测量装置,其特征在于,所述恒温液体为氟化液。

7.根据权利要求6所述的岩心测量装置,其特征在于,所述恒温液体的温度与所述岩心样品(100)所处地层内的温度相同。

8.一种声波校正算法,用于校正如权利要求1-7任一所述的岩心测量装置所采集的结果,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的声波校正算法,其特征在于,所述步骤s2中的滤波处理采用滤波器。

10.根据权利要求8所述的声波校正算法,其特征在于,所述步骤s4中的误差校正项的误差范围不超过5%。


技术总结
本发明属于岩心测量技术领域,公开了种岩心测量装置及声波校正算法。该装置包括套筒、固定组件、电阻率测量组件以及声波测量组件。套筒内设置有测试腔,待测量的岩心样品位于测试腔内,且部分岩心样品位于有效核磁信号检测区内。固定组件包括两个间隔设置于岩心样品两侧的第一固定件及第二固定件,供电电极设置于岩心样品与第一固定件之间,测量电极设置于岩心样品与第二固定件之间,供电电极能够提供电信号,测量电极能够接收供电电极发出的电信号,以测量电阻率。该装置通过增长岩心样品的长度,有效避免岩心样品两端的电阻率测量组件的磁场对核磁共振舱内的有效核磁信号的干扰,实现对天然气水合物岩心样品声波、核磁以及电阻率的同时测量。

技术研发人员:刘鹏奇,张伟,袁胜,王阔,王力峰,王飞飞,莫仕林,季春生,苏丕波,鄢伟
受保护的技术使用者:广州海洋地质调查局三亚南海地质研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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