CN103712843A - 一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法 - Google Patents

一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法 Download PDF

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本发明提供了一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法，其特征是由碳酸盐岩粉末、有机胶结剂、无机胶结剂和松香混合压制而成的，其中，有机胶结剂占总重量的8%～12%，无机胶结剂占总质量的10%～20%，松香占总重量的2%～5%，其余量为碳酸盐岩粉末，各组分的百分含量之和为100%。有机胶结剂选择聚乙烯醇和P2O5的混合物。无机胶结剂为磷酸镁、铝酸镁和硅铝酸盐的混合物。松香是软化点为60℃的黑松香，或是软化点为70℃的红松香。有机胶结剂和无机胶结剂可以在有松香的情况下使岩心胶结。岩心中的松香可以使用乙醇等有机溶剂洗去，从而制造出缝洞，以模拟各类提高采收率方法对缝洞型碳酸盐岩油藏的适用性。

Description

一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法
技术领域：
本发明涉及一种岩心制作方法，主要用来评价气驱、表面活性剂驱等技术用于提高缝洞型碳酸盐岩油藏采收率的可行性。
背景技术：
全球范围内，碳酸盐岩油藏储量占已探明石油储量的52%，占油气总产量的60%。中国西部碳酸盐岩油藏探明储量丰富，是石油增储上产的主要领域之一。碳酸盐岩油藏多为背斜构造，断层多，裂缝发育，断层封闭性差，储层结构复杂，非均质程度严重，基质渗透率低。以我国塔河油田为例，其缝洞发育，取心困难。而填砂管和常规的人造岩心为均质模型，无法模拟其结构特点，故不能真实地反应各类提高采收率方法对该类油藏的适用性。
发明内容：
本发明的目的是提供一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法。
本发明的目的通过以下步骤实现的：
（1）将占总重量8%～12%的有机胶结剂、占总重量10%～20%的无机胶结剂、占总重量2%～5%的松香和余量为碳酸盐岩粉末混合，各组分的重量百分含量之和为100%，放置于岩心制备装置的两个半圆柱状的模具中，并压制均匀；
（2）将松香颗粒排布在上述其中一个半圆柱状岩心的平面上，再使用松香粉末将各松香颗粒相连通，之后，将两个半圆柱状模具组合成一个圆柱体，置于加压装置上；
（3）对加压装置施加10MPa的压力，正向压制15min后，再反向压制15min，然后将模具取下，放置4小时后；
（4）将所得岩心在40℃条件下用真空干燥箱烘干；
（5）将烘干后的岩心装在岩心夹持器中，并设置岩心夹持器回压为1MPa，用有效含量≥99.7%的无水乙醇在100℃条件下冲洗岩心，直至产出的乙醇清澈透明后停止冲洗；
（6）待温度下降至20℃，使用蒸馏水冲洗岩心即得所需的缝洞型碳酸盐岩岩心。
所述的碳酸盐岩粉末可以选择矿场取心粉末，也可选用大理石粉末或石灰石粉末。
所述的有机胶结剂是聚乙烯醇和P2O5按照重量比6∶4配制的混合物再与蒸馏水按照1∶9的重量比混合而成的胶液。
所述的无机胶结剂为磷酸镁、铝酸镁和硅铝酸盐按照重量比2∶3∶5配制的混合物。
所述的松香是软化点为60℃的黑松香，或是软化点为70℃的红松香。其中，松香颗粒的粒径为1mm～3mm，松香粉末的粒度为150目～200目。
本发明的有益效果是：由于松香在常温下有较高的硬度，而在高温下有一定的流动性，且易溶于乙醇等有机溶剂，加入到岩心中能够有效形成岩心中的缝洞。同时使用有机胶结剂和无机胶结剂可提高岩心的胶结强度；通过调整压制岩心的压力和无机胶结剂的加量可以制备出不同渗透率的岩心。
具体实施方式：
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明。
实施例1：
称量70g碳酸盐岩粉末（碳酸盐岩粉末XRD分析结果见表1），10g由聚乙烯醇、P2O5和蒸馏水按照质量比0.6∶0.4∶9混合而成的有机胶结剂，17g由磷酸镁、铝酸镁和硅铝酸盐按照质量比2∶3∶5混合配制的无机胶结剂，2g粒径为1mm～3mm的松香颗粒，1g粒度为150目～200目的松香粉末。先将碳酸盐粉末、有机胶结剂和无机胶结剂均匀混合。将混合物分别放置于岩心制备装置的两个半圆柱状的模具中，并压制均匀。然后将松香颗粒在其中一个模具上按一定规律排布开，再使用松香粉末将各松香颗粒连通。排布好松香之后，将模具组合起来成为一个圆柱体，置于加压装置上施加10MPa的压力。正向压制15min后，再反向加压10MPa压制15min。然后将模具取下，放置4小时后，将岩心取出，编号为1号岩心。
表1碳酸盐岩粉末XRD分析/%
石英 斜长石 方解石 铁白云石 白云石 方沸石 黄铁矿 粘土矿物
6 － 90 1 1 － 1 1
将岩心在40℃条件下使用真空干燥箱烘干，并称量岩心质量。然后将岩心置于岩心夹持器中，在20℃条件下使用塔河模拟地层水测定渗透率。塔河模拟地层水离子组成见表2。设置岩心夹持器回压为1MPa，使用无水乙醇（有效含量≥99.7%）在100℃条件下冲洗岩心，直至产出的乙醇清澈透明后停止冲洗。待温度下降至20℃，再测定岩心渗透率。然后使用蒸馏水冲洗岩心。将岩心置于真空干燥箱中在80℃条件下烘干称重。两次称量质量差大于2.7g，即90%以上的松香被清洗掉，则认为制备的岩心可用。
表2塔河油田模拟地层水离子组成
制备的1号岩心各参数见表3。
表3制备的1号岩心参数汇总表
乙醇清洗前质量（烘干）/g 98.0352
乙醇清洗后质量（烘干）/g 95.1607
质量差/g 2.8745
缝洞占总孔隙体积比例/% 31.24
乙醇清洗前渗透率/mD 6.265
乙醇清洗后渗透率/mD 20.179
实施例2：
参照实施例1的方法，使用75g碳酸盐岩粉末，10g有机胶结剂，12g无机胶结剂，3g松香制作岩心，对岩心施加6MPa的压力，正反压制15min后与1号岩心做相同的处理，获取编号为2号的岩心，2号岩心参数如表4所示。
表4制备的2号岩心参数汇总表
乙醇清洗前质量（烘干）/g 98.4265
乙醇清洗后质量（烘干）/g 95.5633
质量差/g 2.8632
缝洞占总孔隙体积比例/% 29.57
乙醇清洗前渗透率/mD 15.638
乙醇清洗后渗透率/mD 49.626
由1号岩心和2号岩心的实验数据可以看出，使用无水乙醇清洗后，渗透率约为清洗前的3倍左右，松香清洗率在95%以上。

Claims (1)

1.一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法，其特征是通过以下步骤实现：
（1）将占总重量8%～12%的有机胶结剂、占总重量10%～20%的无机胶结剂、占总重量2%～5%的松香和余量为碳酸盐岩粉末混合，各组分的重量百分含量之和为100%，放置于岩心制备装置的两个半圆柱状的模具中，并压制均匀；
（2）将松香颗粒排布在上述其中一个半圆柱状岩心平面上，再使用松香粉末将各松香颗粒连通，之后，将两个半圆柱状模具组合起来成一个圆柱体，置于加压装置上；
（3）对加压装置施加10MPa的压力，正向压制15min后，再反向加压10MPa压制15min，然后将模具取下，放置4小时；
（4）将所得岩心在40℃条件下用真空干燥箱烘干；
（5）将烘干后的岩心装在岩心夹持器中，并设置岩心夹持器回压为1MPa，用有效含量≥99.7%的无水乙醇在100℃条件下冲洗岩心，直至产出的乙醇清澈透明后停止冲洗；
（6）待温度下降至20℃，用蒸馏水冲洗岩心即得所需的缝洞型碳酸盐岩岩心；
所述的碳酸盐岩粉末选择矿场取心粉末，或选用大理石粉末或石灰石粉末；
所述的有机胶结剂是聚乙烯醇和P2O5按照重量比6∶4配制的混合物再与蒸馏水按照1∶9的重量比混合而成的胶液；
所述的无机胶结剂为磷酸镁、铝酸镁和硅铝酸盐按照重量比2∶3∶5配制的混合物；
所述的松香是软化点为60℃的黑松香，或者是软化点为70℃的红松香；其中，松香颗粒的粒径为1mm～3mm，松香粉末的粒度为150目～200目。
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