CN101250999A - 一种仿地井筒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿地井筒及其制备方法,首先将黄砂和标准砂筛选得所需仿地井筒用砂,按质量比为5∶2~8∶1取仿地井筒用砂和自制材料,并按水固质量比为0.06~0.15加入自来水,拌匀得混合体后待用。将模具组合和定位后向模具中倒入拌匀后的混合体,接着对混合体上表面缓慢加压,当达到一定压力后,保持恒压持续一段时间,然后卸压,将仿地井筒与模具一起取出。最后烘烤到自然干燥后加热,模具受热膨胀,自动剥离仿地井筒,遂取出仿地井筒,即得到完整的仿地井筒。本发明操作简单,制备的仿地井筒的组成丰度和孔渗特性与地层的大致相符,且制备过程模拟可大地成岩的压实过程,为地层胶结界面问题研究奠定了重要的实验基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种仿地井筒及其制备方法,属于石油工程领域,也属于煤层气工程领域。
背景技术
目前,公知公用的用于地层胶结界面问题研究的模拟岩心有两种,一种是钢套筒,其不足是无法模拟地层物性;另一种是胶质人造岩心,它虽然可在一定程度上模拟地层的孔隙度,但却无法模拟地层渗透率和地层压实规律,因此仿真程度仍然不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种仿真程度更高的仿地井筒及其制备方法,制备的仿地井筒的组成丰度和孔渗特性与地层的大致相符,且制备过程模拟可大地成岩的压实过程,为地层胶结界面问题研究奠定了重要的实验基础。
为实现本发明目的,本发明提供一种仿地井筒,包括仿地井筒用砂、自制材料和水,其中仿地井筒用砂与自制材料质量比为5∶2~8∶1,水与仿地井筒用砂与自制材料的质量和比为0.06~0.15∶1。
上述仿地井筒的制备方法包括以下步骤:
(1)将黄砂和标准砂筛选得到一定级配(6~10∶4~0)、分选良好、磨圆程度为次棱角状~次圆状的仿地井筒用砂;
(2)按质量比为5∶2~8∶1取仿地井筒用砂和自制材料,然后按水与仿地井筒用砂和自制材料质量和之比为0.06~0.15加入自来水,拌匀待用,所用自制材料为基于水泥的复合材料;
(3)进行模具的组合和定位以保证仿地井筒不变形;
(4)向模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体,接着对混合体上表面缓慢加压,当压力值达到1~50kN后,保持恒压3~5min;
(5)卸压,将仿地井筒与模具一起取出;
(6)烘烤到自然干燥,然后对仿地井筒与模具加热,模具受热膨胀,自动剥离仿地井筒,遂取出仿地井筒,即得到完整的仿地井筒。
所用模具为PVC管组合模具。
本发明根据地层形成的一般规律,以河道黄砂和标准砂作为碎屑颗粒,以自制材料作为胶结物,用压力试验机的缓慢加压来模拟地层压实过程。制备仿地井筒以自制材料作为胶结物,其自身低渗、性能稳定等特性与沉积胶结物有较好的相似性。根据不同的物性参数和压实规律,经大量的模拟实验,得到相应的物料配比和需加的恒压数值,即可制备不同物性(渗透率和孔隙度)和不同厚度的仿地井筒。制备的仿地井筒的组成丰度和孔渗特性与地层的大致相符,且制备过程模拟可大地成岩的压实过程,为地层胶结界面问题研究奠定了重要的实验基础。
本发明制备的仿地井筒,既可模拟地层的物性,也可模拟地层的压实,所以有利于获得更准确的实验数据,胶结地层界面胶结问题。而且本发明操作简单,所需原料来源广泛。
具体实施方式
本发明提供的仿地井筒包括仿地井筒用砂、自制材料和水,其中仿地井筒用砂与自制材料质量比为5∶2~8∶1,水与仿地井筒用砂与自制材料的质量和比为0.06~0.15∶1,仿地井筒的制备方法如下:
(1)将黄砂和标准砂筛选得到级配为6~10∶4~0、分选良好、磨圆程度为次棱角状~次圆状的仿地井筒用砂;
(2)按质量比为5∶2~8∶1取仿地井筒用砂和自制材料,然后按水固质量比为0.06~0.15加入自来水,拌匀待用,所用自制材料为基于水泥的复合材料;
(3)将模具组合和定位以保证制取的仿地井筒不变形;
(4)向模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体,接着对混合体表面缓慢加压,当压力值达到1~50kN后,保持恒压3~5min;
(5)卸压,将仿地井筒与模具一起取出;
(6)烘烤到自然干燥,然后对仿地井筒与模具加热,模具受热膨胀,自动剥离仿地井筒,遂取出仿地井筒,即得到完整的仿地井筒。
下面以制备渗透率为450×10-3μm-2、孔隙度为28%的仿地井筒为实例,对本发明所述方法作进一步的说明。
首先将黄砂和标准砂筛选得到一定级配(6~10∶4~0)、分选良好、磨圆程度为次棱角状~次圆状的仿地井筒用砂;然后通过以下步骤制备所需仿地井筒:
(1)称取仿地井筒用砂650g、自制材料130g、自来水65ml,拌匀待用;
(2)进行PVC管模具的组合和定位;
(3)向PVC管组合模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体,接着对混合体上表面缓慢加压,当压力值达到5kN后,保持恒压3min;在模具中即制得仿地井筒;
(4)卸压,将仿地井筒与模具一起取出;
(5)烘烤到自然干燥程度后,对仿地井筒与模具加热,PVC管受热膨胀,自动剥离仿地井筒,遂取出仿地井筒,即得到完整的仿地井筒。
Claims (4)
1.一种仿地井筒,其特征在于:包括仿地井筒用砂、自制材料和水,仿地井筒用砂与自制材料质量比为5∶2~8∶1,水与仿地井筒用砂和自制材料的质量和比为0.06~0.15∶1。
2.根据权利要求1所述的仿地井筒,其特征在于:仿地井筒用砂为黄砂和标准砂筛选得到级配为6~10∶4~0、分选良好、磨圆程度为次棱角状~次圆状的仿地井筒用砂,所用自制材料为基于水泥的复合材料。
3.一种权利要求1所述仿地井筒的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将黄砂和标准砂筛选得到级配为6~10∶4~0、分选良好、磨圆程度为次棱角状~次圆状的仿地井筒用砂;
(2)按质量比为5∶2~8∶1取仿地井筒用砂和自制材料,然后按水固质量比为0.06~0.15加入自来水,拌匀待用,所用自制材料为基于水泥的复合材料;
(3)将模具组合和定位以保证制取的仿地井筒不变形;
(4)向模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体,接着对混合体上表面缓慢加压,当压力值达到1~50kN后,保持恒压3~5min;
(5)卸压,将仿地井筒与模具一起取出;
(6)烘烤到自然干燥,然后对仿地井筒与模具加热,模具受热膨胀,自动剥离仿地井筒,遂取出仿地井筒,即得到完整的仿地井筒。
4.根据权利要求2所述仿地井筒的制备方法,其特征在于:模具为PVC管组合模具。
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