一種人造長巖心及其製備方法
2023-10-23 12:26:42 1
專利名稱：一種人造長巖心及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於油田化學驅油劑滲流特性評價和注入參數優化的巖心，屬於ー種人造長巖心及其製備方法。
背景技術：
在油田開發過程中，化學驅油劑對於改善水驅開發效果和提高原油採收率具有十分重要的作用，具備某種功能的驅油劑產品往往有許多，這就需要對產品優選。產品優選的依據是它在油藏巖心中的滲流特性，即需要開展巖心驅替實驗。目前，由於天然巖心價格高且受來源和規格的限制，國內研究機構進行巖心驅替實驗時多數採用人造巖心。目前，人造巖心製作方法有石英砂環氧樹脂膠結、石英砂或玻璃球充填和石英砂磷酸鋁燒結等幾種，其中石英砂磷酸鋁燒結法製作巖心的重複性差，石英砂或玻璃球充填模型不含膠結物，其孔隙尺寸、和孔隙結構等方面與天然巖心差別較大，這兩種巖心的應用受到限制。石英砂環氧樹脂膠結巖心不僅巖石孔隙尺寸和結構特徵與天然巖心相近，而且製作エ藝簡單、巖心重複性優良，因而在國內石油科學研究中被廣泛應用。但由於受到壓力試驗機和模具尺寸以及保溫箱(模擬油藏溫度)尺寸的限制，現有單塊石英砂環氧樹脂膠結巖心長度不超過IOOcm，可以滿足一般驅替實驗要求。但對於化學驅油劑在多孔介質內滯留量分布規律和聚合物凝膠動態成膠等實驗研究，往往要求巖心長度要達到幾米甚至幾十米，現有巖心無法滿足長度要求。現有解決方法有兩種，對於填砂管模型是通過増加填砂管數量，對於石英砂環氧樹脂膠結巖心是通過閘門和管線將若干塊巖心串聯起來。實踐表明，這兩種巖心都存在不足和缺陷。對於通過增加填砂管數量形成的長填砂管模型，一是填砂模型本身不含膠結物，孔隙結構與天然巖心存在較大差異；ニ是長度超過一定尺寸後，填砂エ藝難以保障各個填砂管性質相近。對於石英砂環氧樹脂膠結巖心串聯形成的長巖心，驅油劑在巖心與閘門和管線中交替流動，管線空間尺寸和結構特徵與巖心孔隙存在較大差異，實驗結果難以真實地反映驅油劑在油藏巖石內的滲流特徵。
發明內容
為了解決現有人造巖心長度難以滿足實際需求技術難題，本發明提供了ー種人造長巖心及其製備方法。該巖心由石英砂環氧樹脂膠結壓制而成，其孔隙結構和表面性質與油藏巖石的相近，而且長度可以滿足驅替實驗對單塊巖心長度的要求。本發明所採用的技術方案是該巖心由石英砂和膠結物組成，將其混合均勻並放入方形鋼製模具中，經壓カ試驗機壓制並烘乾，將烘乾後的巖心經切割機割縫，最後經環氧樹脂對割縫和巖心外觀表面進行澆鑄，得到滲透率ImD IOOOOmD巖心，割縫後巖心呈「盤管」狀，長度200cm 3000cm,長條巖心總孔隙體積IOOOcm3 50000cm3。人造長巖心的製備方法，包括下列步驟
(I)模具模具由側板、端板、底板和壓板組成，其中側板和端板為鋼製，底板為電木板，壓板為高密度板；方形鋼製模具幾何尺寸長X寬X高=30cm 120CmX30Cm 、120cmX IOcm 30cm ；
(2)配料巖心製作物料由石英砂和膠結物組成；
(3)拌砂將不同粒徑的石英砂按比例混合，攪拌均勻，將配製膠結物所需藥品按要求分別稱量，混合後倒入石英砂中，攪拌、過篩；
(4)裝模砂子裝入模具之前，用丙酮將模具內側擦淨，再用刮砂板在模具內沿水平方向來回移動，此間還需不斷調整刮砂板深度，直到砂子均勻分布為止，最後用壓板將砂壓實；
(5)加壓將填裝好的模具置於壓力試驗機上，調整模具位置，使其保持在壓力機承壓板中心線上，然後緩慢升壓至設計值，穩壓15min，卸壓；
(6)加溫將壓制後的巖心放入烘箱內，在85°C條件下恆溫6 8h固化；
(7)切割將固化後板狀巖心割縫，得到「盤管」狀長巖心；
(8)澆鑄密封將割縫巖心放置在木製模具內，倒入環氧樹脂，待其固化後得到設計長度的巖心。本發明所具有的有益效果是本發明的巖心端面為長方形或正方形，截面積為6. 25cm2 144cm2，長度達到幾米甚至幾十米，適合於化學驅油劑在多孔介質內滯留量分布規律和聚合物凝膠動態成膠等實驗研究。本發明解決了將若干塊巖心串聯起來來增加巖心的長度導致實驗結果難以真實地反映驅油劑在油藏巖石內的滲流特徵的技術問題，巖心不僅巖石孔隙尺寸和結構特徵與天然巖心相近，而且製作工藝簡單、巖心重複性優良，
圖I巖心割縫後不意 圖2割縫巖心實物 圖3是模具的結構示意圖。
具體實施例方式 實施例I、模具由側板、端板、底板和壓板組成(圖3)，底板電木板，壓板為高密度板，其餘為碳鋼。兩側板端面各有一組孔眼，可用螺栓將兩個側板連接在一起，將模具安裝好後，取中砂B與粗砂A各8500克，混合均勻，再取環氧樹脂750克、鄰苯二甲酸二丁脂200克、乙二胺50克和丙酮500克，混合均勻後倒入石英砂中，攪拌、過篩，以確保石英砂和膠結物混合均勻，用丙酮將模具內側擦淨後，將石英砂和膠結物的混合物裝入模具，此時用刮砂板在模具內沿水平方向來回移動，最後用壓板將砂壓實，將填裝好的模具置於壓力試驗機上，調整模具位置，使其保持在壓力機承壓板中心線上，然後緩慢升壓至設計值，穩壓15min，卸壓，將壓制後的巖心放入烘箱內，在85°C條件下恆溫6h固化。關閉烘箱電源，自然冷卻至室溫，將固化後的板狀巖心進行割縫，圖I中白色線條為割縫，然後用環氧樹脂進行整體澆鑄，待其固化後得到設計長度的「盤管」狀巖心。巖心滲透率5000mD，長度960cm。
實施例2、模具由側板、端板、底板和壓板組成(見圖3)，底板電木板，壓板為高密度板，其餘為碳鋼。兩側板端面各有一組孔眼，可用螺栓將兩個側板連接在一起，將模具安裝好後，取中砂B和細砂C各9000克，再取環氧樹脂600克、鄰苯二甲酸二丁脂112克、乙二胺48克和丙酮240克，混合均勻後倒入石英砂中，攪拌、過篩，以確保石英砂和膠結物混合均勻，用丙酮將模具內側擦淨後，將石英砂和膠結物的混合物裝入模具，此時用刮砂板在模具內沿水平方向來回移動，最後用壓板將砂壓實，將填裝好的模具置於壓力試驗機上，調整模具位置，使其保持在壓力機承壓板中心線上，然後緩慢升壓至設計值，穩壓15min，卸壓，將壓制後的巖心放入烘箱內，在85°C條件下恆溫6h固化。關閉烘箱電源，自然冷卻至室溫，將加溫固化後的板狀巖心進行割縫，然後用環氧樹脂進行整體澆鑄，待其固化後得到設計長度的「盤管」狀巖心。巖心滲透率3000mD，長度960cm。 實施例3、模具由側板、端板、底板和壓板等組成(見圖3)，底板與壓板為硬雜木，其餘為碳鋼。兩側板端面各有一組孔眼，可用螺栓將兩個側板連接在一起，將模具安裝好後，將粗砂A和細砂C各取9500克，再將環氧樹脂300克、鄰苯二甲酸二丁脂56克、乙二胺24克和丙酮120克，混合均勻後倒入石英砂中，攪拌、過篩，以確保石英砂和膠結物混合均勻，用丙酮將模具內側擦淨後，將石英砂和膠結物的混合物裝入模具，此時用刮砂板在模具內沿水平方向來回移動，最後用壓板將砂壓實，將填裝好的模具置於壓力試驗機上，調整模具位置，使其保持在壓力機承壓板中心線上，然後緩慢升壓至設計值，穩壓15min，卸壓，將壓制後的巖心放入烘箱內，在85°C條件下恆溫6h固化。關閉烘箱電源，自然 冷卻至室溫，將加溫固化後的板狀巖心進行割縫，然後用環氧樹脂進行整體澆鑄，待其固化後得到設計長度的「盤管」狀巖心。巖心滲透率9000mD，長度960cm。
權利要求
1.ー種人造長巖心，該巖心由石英砂和膠結物組成，將其混合均勻並放入方形鋼製模具中，經壓カ試驗機壓制並烘乾，其特徵在於將烘乾後的巖心經切割機割縫，最後經環氧樹脂對割縫和巖心外觀表面進行澆鑄，得到滲透率IrnD IOOOOmD巖心，割縫後巖心呈「盤管」狀，長度200cm 3000cm,長條巖心總孔隙體積IOOOcm3 50000cm3。
2.權利要求I所述的人造長巖心的製備方法，包括下列步驟 (1)模具模具由側板、端板、底板和壓板組成，其中側板和端板為鋼製，底板為電木板，壓板為高密度板；方形鋼製模具幾何尺寸長X寬X高=30cm 120CmX30Cm .120cmX IOcm 30cm ； (2)配料巖心製作物料由石英砂和膠結物組成； (3)拌砂將不同粒徑的石英砂按比例混合，攪拌均勻，將配製膠結物所需藥品按要求分別稱量，混合後倒入石英砂中，攪拌、過篩； (4)裝模砂子裝入模具之前，用丙酮將模具內側擦淨，再用刮砂板在模具內沿水平方向來回移動，此間還需不斷調整刮砂板深度，直到砂子均勻分布為止，最後用壓板將砂壓實； (5)加壓將填裝好的模具置於壓カ試驗機上，調整模具位置，使其保持在壓カ機承壓板中心線上，然後緩慢升壓至設計值，穩壓15min，卸壓； (6)加溫將壓制後的巖心放入烘箱內，在85°C條件下恆溫6 8h固化； (7)切割將固化後板狀巖心割縫，得到「盤管」狀巖心； (8)澆鑄密封將割縫巖心放置在木製模具內，倒入環氧樹脂，待其固化後得到設計長度的巖心。
全文摘要
本發明涉及一種人造長巖心及其製備方法。它解決了現有人造巖心長度尺寸難以滿足實驗要求的問題。該巖心由石英砂和膠結物組成，首先按照要求稱量石英砂和膠結物，將其混合均勻並放入方形鋼製模具中，經壓力試驗機壓制並烘乾，再經切割機割縫，最後經環氧樹脂對割縫和巖心外觀表面進行澆鑄密封處理，得到滲透率1mD～10000mD巖心，割縫後巖心為長條形，長度200cm～3000cm，截面積為6.25cm2～144cm2，長條巖心總孔隙體積1000cm3～50000cm3。該巖心孔隙結構與天然砂巖油藏巖心孔隙結構接近，長度遠超過現有人造巖心的長度(100cm)，可以滿足化學驅和聚合物凝膠動態成膠等實驗需求。
文檔編號C04B41/48GK102628761SQ20121010110
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者盧祥國, 金鑫 申請人:東北石油大學