低场核磁共振确定沥青质含量的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及原油成分测量技术，尤其涉及一种低场核磁共振确定沥青质含量的方法及装置。
【背景技术】
[0002]自核磁共振现象发现以来，其在物理学、化学、生物学以及医学等领域已经成为一种非常有用的分析测试工具。
[0003]原油由四种组分构成:饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质。其中，原油沥青质的含量可以影响原油的许多性质，例如含氢指数、粘度等。因此，原油中沥青质含量的确定对整个石油工业来说具有重要意义。
[0004]然而目前，对原油组分中的沥青质含量的确定通常采用化学分析方法，采用化学分析方法得到的沥青质含量虽然准确，但是需要消耗大量的化学试剂，造成环境污染，并且费用高，耗时长，对于生产过程的指导具有滞后性。因此，将低场核磁共振这一快速、无损的探测方式应用于原油各组分的确定具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决现有技术中化学分析实验方式获得原油中沥青质含量的消耗大量的化学试剂，费用高，耗时长等问题，提供一种低场核磁共振确定沥青质含量的方法及装置。
[0006]本发明提供一种低场核磁共振确定沥青质含量的方法，包括:
[0007]采用FID脉冲序列对原油样品进行低场核磁共振测量，获得所述原油样品的原油样品FID信号强度曲线；
[0008]根据预设CPMG回波间隔，采用CPMG脉冲序列对所述原油样品进行低场核磁共振测量，获得所述原油样品的原油样品CPMG回波强度曲线；
[0009]对所述原油样品FID信号强度曲线与所述原油样品CPMG回波强度曲线进行比对分析，获得比对后的原油样品信号强度差值数据；
[0010]根据所述原油样品信号强度差值数据，确定所述原油样品中的沥青质含量。
[0011]本发明还提供一种低场核磁共振确定沥青质含量的装置，包括:
[0012]回波强度获取模块，用于采用FID脉冲序列对原油样品进行低场核磁共振测量，获得所述原油样品的原油样品FID信号强度曲线；根据预设CPMG回波间隔，采用CPMG脉冲序列对所述原油样品进行低场核磁共振测量，获得所述原油样品的原油样品CPMG回波强度曲线；
[0013]分析模块，用于对所述原油样品FID信号强度曲线与所述原油样品CPMG回波强度曲线进行比对分析，获得比对后的原油样品信号强度差值数据；
[0014]含量确定模块，用于根据所述原油样品信号强度差值数据，确定所述原油样品中的沥青质含量。
[0015]本发明提供的低场核磁共振确定沥青质含量的方法及装置，通过分别采用FID脉冲序列、CPMG脉冲序列对原油样品进行低场核磁共振测量，获得该原油样品的原油样品FID信号强度曲线、原油样品CPMG回波强度曲线；该原油样品FID信号强度曲线中包含沥青质的回波强度信息；该原油样品CPMG回波强度曲线中不包含沥青质的回波强度信息，从而通过比对两种回波强度曲线，获得回波强度差值数据；从而确定原油样品中的沥青质含量。实现了利用低场核磁共振的非侵入技术获得沥青质含量，实现了快速、准确、测试周期短、不破坏原油样品、不消耗化学试剂、保护环境、操作简单的沥青质含量的检测。
【附图说明】
[0016]图1为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的方法的实施例一的流程图；
[0017]图2A为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的方法的FID脉冲序列示意图；
[0018]图2B为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的方法的CPMG脉冲序列示意图；
[0019]图3为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的方法的原油样品FID信号强度曲线图；
[0020]图4为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的方法的原油样品CPMG回波强度曲线图；
[0021]图5为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的装置的实施例一的结构示意图；
[0022]图6为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的装置的实施例二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。
[0024]图1为本发明低场核磁共振确定沥青质含量的方法的实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括:
[0025]步骤101、采用FID(自由感应衰减，Free Induct1n Decay，简称“FID”)脉冲序列对原油样品进行低场核磁共振测量，获得原油样品的原油样品FID信号强度曲线。
[0026]步骤102、根据预设CPMG回波间隔，采用CPMG脉冲序列对原油样品进行低场核磁共振测量，获得原油样品的原油样品CPMG回波强度曲线。
[0027]步骤103、对原油样品FID信号强度曲线与原油样品CPMG回波强度曲线进行比对分析，获得比对后的原油样品信号强度差值数据。
[0028]步骤104、根据原油样品信号强度差值数据，确定原油样品中的沥青质含量。
[0029]具体的，原油中包括四种组分，分别为:饱和经、芳香经、胶质和沥青质。饱和经、芳香烃和胶质统称为软沥青。其中沥青质为大分子组分，弛豫时间短，软沥青为小分子组分，弛豫时间长。该方法包括两次测量，一次测量为FID测量，测量结果中包含沥青质组分信息；另外一次测量为CPMG测量，该次测量结果不包含沥青质组分信息。其中，为使CPMG测量中不包含沥青质组分信息，需要选取合适的CPMG回波间隔，并根据该回波间隔，采用CPMG脉冲序列对原油进行测量；结合两次测量结果，可以确定原油中沥青质含量。该方法可以用于原油在线测量以及测井中，可以对原油中沥青质组分进行实时在线监测。实现了快速、准确、测试周期短、不破坏原油样品、不消耗化学试剂、保护环境、操作简单的沥青质含量的检测。
[0030]完整测量过程具体为:第一步，将原油样品放入核磁共振仪器探头内，实验前，经历一个足够长的等待时间。在探头磁体产生的B。磁场中，原油样品内氢核发生极化，自旋取向由放入磁场之前的杂乱状态向有序状态过渡，产生能级跃迀。直到原油样品完全极化，形成宏观磁化矢量。
[0031]第二步，在核磁共振实验仪器上位机的控制下，谱仪发射特定频率的射频信号如图2A、图2B所示，FID脉冲序列、CPMG脉冲序列，该频率恰好与自旋进动的频率相同(即拉莫尔频率)，自旋由完全极化后达到的平衡状态向非平衡状态转变，磁化矢量发生扳转。射频脉冲作用结束后，自旋系统向平衡态恢复，该过程为弛豫。弛豫分为横向弛豫和纵向弛豫两种。90°脉冲对的FID脉冲序列把宏观磁化矢量在搬至横向平面，在接下来的半回波时间内发生散相，180°脉冲的CPMG脉冲序列将散相的磁化矢量进行重聚，最后形成回波，对散相磁化矢量不断施加180°脉冲，可以产生CPMG回波串。若增加CPMG回波间隔，可以看到原油样品中短弛豫信号组分不断丢失。即CPMG回波强度曲线中不包含具有短弛豫信号的沥青质组分。
[0032]第三步，90°脉冲对的FID脉冲序列把宏观磁化矢量在搬至横向平面，经过仪器死时间后，直接采集原油样品FID信号，采用FID脉冲序列得到的信号包含沥青质组分的信息。将得到的原油样品FID信号强度曲线，与原油样品CPMG回波强度曲线进行比对分析，获得比对后的原油样品信号强度差值数据，再根据该原油样品信号强度差值数据，确定原油样品中的沥青质含量。
[0033]进一步地，在上述实施例的基础上，预设CPMG回波间隔的确定是采用多个待定回波间隔对原油样品进行沥青质含量的低场核磁共振测量，对同一原油样品进行沥青质含量的化学方法测量，将两种测量方式的结果进行比对，确定与化学方法测量出的沥青质含量最接近的低场核磁共振测量结果所对应的待定回波间隔为预设CPMG回波间隔。