CN104119048A - 一种储层岩屑仿天然胶结岩心的制备方法 - Google Patents
一种储层岩屑仿天然胶结岩心的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种储层岩屑仿天然胶结岩心的制备方法，所述方法包括：选取油田储层岩屑；胶结剂的制备：所述胶结剂由硅酸盐和氟硅酸盐配制而成；定模成型：将所述胶结剂与所述储层岩屑混合均匀，得到混合物；将所述混合物放入模具中，在压力为10～25MPa下定模成型12～20min，得到成型的岩心；烘干：将所述成型的岩心取出，进行烘干，得到所述储层岩屑仿天然胶结岩心。本申请的储层岩屑仿天然胶结岩心不仅具有天然岩心的孔喉特征和渗透特性，还具有天然岩心的敏感性、较强的颗粒胶结的特点。
Description
技术领域
本申请涉及油田地质和化学领域中的岩心制作方法，尤其涉及无储层岩心条件下的储层岩屑仿天然胶结岩心的制备方法。
背景技术
中国油田多数油层为砂岩油田，区块地质条件各异，随着油田的不断开发，注水井数及采出井数不断增多，每年新钻井及增产增注措施井数也不断增多。对于任何一个区块，从钻井到开采，只要有流体进入，均须进行入井流体与天然岩心配伍性试验，例如油田的注水开采及解堵增注需要大量的岩心进行试验研究，而天然岩心属于不可再生资源，目前有的层位甚至区块的天然岩心已取不到；上述原因致使许多与储层配伍性的相关实验不能进行，导致增产增注措施的针对性和有效性无法保证。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种储层岩屑仿天然胶结岩心的制备方法。该制备方法简单、安全、便于操作；且所制备的岩心不仅具有天然岩心的孔喉特征和渗透特性，还具有天然岩心的敏感性、较强的颗粒胶结等特点，同时该岩心可以替代或模拟油田无相应区块储层岩心的实际情况，从而可进行储层岩石钻完井液污染评价和解堵增注实验研究。
本申请提供了一种储层岩屑仿天然胶结岩心的制备方法，包括：
（1）选取油田储层岩屑；
（2）胶结剂的制备：所述胶结剂由硅酸盐和氟硅酸盐配制而成；
（3）定模成型：将所述胶结剂与所述储层岩屑混合均匀，得到混合物；将所述混合物放入模具中，在压力为10～25MPa下定模成型12～20min，得到成型的岩心；
（4）烘干：将所述成型的岩心取出，进行烘干，得到所述储层岩屑仿天然胶结岩心。
在一个实施方案中，所述油田储层岩屑优选为砂岩油田储层岩屑。
在一个实施方案中，所述胶结剂可由硅酸盐与氟硅酸盐按100：0.8～3.0的比例配制而成。
在一个实施方案中，所述胶结剂的用量可为每100克砂岩油田储层岩屑用量10g～18g。
在一个实施方案中，将所述混合物放入模具中包括将所述混合物可分成四份，然后分四次放入模具中，在压力为10-25MPa下每次压制3-5min进行定模成型。
在一个实施方案中，所述烘干包括阶梯升温烘干：在升温至80℃时，保持12h；继续升温至100℃，保持6h；再升温至150℃，保持12h；最后升温至200℃，保持6h。
在一个实施方案中，所述选取砂岩油田储层岩屑，还可包括将选取的砂岩油田储层岩屑进行洗油、洗盐、烘干和过筛处理。
在一个实施方案中，所述洗油可包括用无水乙醇和苯进行洗油，或用无水乙醇和甲苯进行洗油；所述洗盐包括用甲醇进行洗盐；所述的烘干在60-80℃下进行烘干16小时。
在一个实施方案中，所述过筛可包括过20-100目数的分样筛。
在一个实施方案中，所述模具可为耐盐酸和氢氟酸材质的钢筒岩心模具。
在一个实施方案中，所述模具的材质可为不锈钢或哈氏合金。
本申请具有以下有益效果：本申请提供的储层岩屑仿天然胶结岩心克服了以前用树脂类胶结剂胶结石英砂制作的人造岩心只能模拟储层的孔喉特征和渗透特性，无法呈现敏感性并且颗粒胶结强度低的不足；且其制备方法简单、安全、便于操作；另外，所配制的胶结剂无毒、无味，是一种新型的环保硅酸盐类复合仿天然胶结的胶结剂；本申请制得的砂岩储层岩屑仿天然胶结岩心不仅具有天然岩心的孔喉特征和渗透特性，还具有天然岩心的敏感性、较强的颗粒胶结的特点，同时可替代或模拟油田无相应区块储层岩心的实际情况，可进行储层岩石钻完井液污染评价和解堵增注实验研究。本申请中所使用的模具包括耐盐酸和氢氟酸材质的钢筒岩心模具，可为材质为不锈钢或哈氏合金的钢筒岩心模具。该模具可保证岩心在实验过程中的完整性，从而弥补没有天然岩心就无法进行室内储层配伍性实验的空白，保证了增产增注措施的针对性和有效性，并为油田增产增注措施改造的成功提供了技术支持。
具体实施方式
下面将以实施例的方式对本申请作进一步的详细描述，以使本领域技术人员能够实践本申请。应当理解，可以采用其他实施方式，并且可以做出适当的改变而不偏离本申请的精神或范围。为了避免对于使本领域技术人员能够实践本申请来说不必要的细节，说明书可能省略了对于本领域技术人员来说已知的某些信息。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，且本申请的范围仅由所附权利要求界定。
下述实施例中所使用的原料，除特别指出以外，均可由市售获得。
实施例1：
南海涠洲WZ11-4油田区块注水井无储层天然岩心，要进行注水井的解堵增注措施，以达到解堵增注的目的。因此需要制备储层岩屑仿天然胶结岩心。
制备方法：
按照本申请所提供的方法制备储层岩屑仿天然胶结岩心，其具体步骤如下：
（1）选取砂岩油田储层岩屑；将选取的砂岩油田储层岩屑进行洗油、洗盐，烘干，过筛处理；用无水乙醇和苯进行洗油处理；用甲醇进行洗盐处理；在60℃下进行烘干16小时；最后进行过筛即过20-60目的分样筛。
（2）胶结剂的制备：胶结剂由高模数硅酸钾（模数为3.0～4.0）和氟硅酸钠按照质量比为100:0.8的比例配制而成，混合均匀后备用；
（3）定模成型：将胶结剂与砂岩油田储层岩屑混合均匀，得到混合物，其中胶结剂的用量为每100克砂岩油田储层岩屑的用量为10克；将混合物分四次放入耐盐酸和氢氟酸材质的钢筒岩心模具中定模成型，且每次在压力为10.0MPa下定模成型3min，得到成型的岩心；其中钢筒岩心模具的材质为哈氏合金；
（4）烘干：将成型的岩心取出，进行烘干，得到储层岩屑仿天然胶结岩心。烘干包括阶梯升温烘干：在升温至80℃时，保持12h；继续升温至100℃，保持6h；再升温至150℃，保持12h；最后升温至200℃，保持6h。
性能测试：
根据SY/T5336-1996《岩心常规分析方法》对所制备的储层岩屑仿天然胶结岩心进行渗透率测定，所得到的结果为：该储层岩屑仿天然胶结岩心的渗透率范围在300～2500mD；根据SY/T6540-2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》对用所制备的储层岩屑仿天然胶结岩心室内进行注入水污染后，解堵液解堵评价效果较好，根据评价数据设计的解堵工艺，在WZ11-4油田生产水回注井解堵中得到应用，解堵后吸水能力恢复率高达109.88%，取得了良好的解堵效果。
将所制备的储层岩屑仿天然胶结岩心根据SY/T5358-2010《储层敏感性流动实验评价方法》中酸敏评价步骤，分别对土酸和本申请所述解堵液进行酸敏感性评价，测试结果如下表所示：
表一酸敏感性评价测试结果
由上表可以看出，土酸的损害率为54.46%，而解堵液的损害率为-2.56%，说明土酸的敏感程度为中等偏强，而本申请中解堵液的敏感程度为无，因此本申请的解堵液不仅无损害作用，甚至有一定的改进作用。
实施例2：
南海涠西南油田区块注水井无储层天然岩心，要进行注水井的解堵增注措施，已达到解堵增注的目的。因此需要制备储层岩屑仿天然胶结岩心。
制备方法：
按照本申请所提供的方法制备储层岩屑仿天然胶结岩心，其具体步骤如下：
（1）选取砂岩油田储层岩屑；将选取的砂岩油田储层岩屑进行洗油、洗盐，烘干，过筛处理；用无水乙醇和甲苯进行洗油；用甲醇进行洗盐处理；在80℃下进行烘干16小时；最后进行过60-100目的分样筛；
（2）胶结剂的制备：胶结剂由高模数硅酸钾（模数为3.0～4.0）和氟硅酸钠按照质量比为100:3.0的比例配制而成，混合均匀后备用；
（3）定模成型：将胶结剂与砂岩油田储层岩屑混合均匀，得到混合物，其中胶结剂的用量为每100克砂岩油田储层岩屑的用量为18克；将混合物分四次放入耐盐酸和氢氟酸材质的钢筒岩心模具中定模成型，且每次在压力为25.0MPa下定模成型5min，得到成型的岩心，其中钢筒岩心模具的材质为不锈钢；
（4）烘干：将成型的岩心取出，进行烘干，得到储层岩屑仿天然胶结岩心。烘干包括阶梯升温烘干：在升温至80℃时，保持12h；继续升温至100℃，保持6h；再升温至150℃，保持12h；最后升温至200℃，保持6h。
性能测试：
根据SY/T5336-1996《岩心常规分析方法》对所制备的储层岩屑仿天然胶结岩心进行渗透率测定，所得到的结果为：渗透率范围在1.0～180mD；根据SY/T6540-2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》对用所制备的储层岩屑仿天然胶结岩心室内进行注入水污染后，解堵液解堵后解堵率达300%以上，岩心渗透率恢复值大于100%，解堵液解堵评价效果较好。
综上所述，以上仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围，因此，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种储层岩屑仿天然胶结岩心的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
（1）选取油田储层岩屑；
（2）胶结剂的制备：所述胶结剂由硅酸盐和氟硅酸盐配制而成；
（3）定模成型：将所述胶结剂与所述储层岩屑混合均匀，得到混合物；将所述混合物放入模具中，在压力为10～25MPa下定模成型12～20min，得到成型的岩心；
（4）烘干：将所述成型的岩心取出，进行烘干，得到所述储层岩屑仿天然胶结岩心。
2.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述油田储层岩屑为砂岩油田储层岩屑；所述胶结剂由硅酸盐与氟硅酸盐按100：0.8～3.0的比例配制而成。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述胶结剂的用量为每100克油田储层岩屑用量10g～18g。
4.如权利要求1所述的制备方法，其中，将所述混合物放入模具中包括将所述混合物分成四份，然后分四次放入模具中，在压力为10-25MPa下每次压制3-5min进行定模成型。
5.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述烘干包括阶梯升温烘干：在升温至80℃时，保持12h；继续升温至100℃，保持6h；再升温至150℃，保持12h；最后升温至200℃，保持6h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述选取油田储层岩屑，还包括将选取的油田储层岩屑进行洗油、洗盐、烘干和过筛处理。
7.如权利要求6所述的制备方法，其中，所述洗油包括用无水乙醇和苯进行洗油，或用无水乙醇和甲苯进行洗油；所述洗盐包括用甲醇进行洗盐；所述的烘干在60-80℃下进行烘干16小时。
8.如权利要求6所述的制备方法，其中，所述过筛包括过20-100目数的分样筛。
9.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述模具为耐盐酸和氢氟酸材质的钢筒岩心模具。
10.如权利要求9所述的制备方法，其中，所述模具的材质为不锈钢或哈氏合金。
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