CN104198680A - 用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心及其制备方法。模拟岩石侵蚀实验使用的人造岩心，其渗透率只会在各种流体的作用下因伤害而降低，只能模拟人类活动作用于地下环境时的负面作用。本发明将胶结剂和硬质骨架混合均匀形成彻底润湿但不能流动的砂浆，放入模具进行成形前加入可溶性颗粒；将混合了可溶性颗粒的砂浆至于模具中，控制压力环境为10-15MPa，持续时间24h，岩心在模具中成形后取出，将岩心放置在室温环境下熟化48h，所得岩心即为目标产品。本发明所制备的岩心可以在较温和环境下，模拟岩石侵蚀的过程，在低于10h即可观测到渗透率的增加，使自然环境下的漫长侵蚀过程得以在实验室中快速的表现出来。

Description

用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心及其制备方法

技术领域

    本发明涉及一种岩心材料，具体涉及一种用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心及其制备方法。

背景技术

在石油领域经常需要研究地层岩石的物化性质，或化学品对地层环境的影响。在天然岩心获取成本过于高昂的情况下，经常要用人造岩心来替代天然岩心。

目前的人造岩心的制作方法主要要有石英填充法、环氧树脂压制胶结法及其他胶结剂胶结法等。各种方法制作的岩心在测定渗透率、评价渗透率伤害率中发挥了重要作用。这些岩心有一个共同特征，即一旦制作完成，其渗透率只会在各种流体的作用下因伤害而降低。在这种情况下，这些岩心只能模拟人类活动作用于地下环境时的负面作用。要想利用这些人造岩心模拟自然条件下水对岩石的侵蚀造成渗透率的增加的过程，则难以实现。如果使用天然岩心来模拟这种因侵蚀造成渗透率增加的过程，也需要很长的时间。如果使用强腐蚀性流体来强行加速模拟过程，则会造成对设备的腐蚀，或是增加设备成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心及其制备方法，可在较短时间内表达自然界较温和环境下流体对岩石的侵蚀过程。

本发明所采用的技术方案是：

用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心，其特征在于：

由以下质量百分比的组分混合制成：

胶结剂 30-40%

硬质骨架40-50%

可溶性颗粒 余量。

胶结剂为含水量30%的水泥浆。

硬质骨架为粒度60-100目的石英颗粒或河沙。

可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，选自葡萄糖结晶或蔗糖结晶。

用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将胶结剂和硬质骨架混合均匀形成彻底润湿但不能流动的砂浆，放入模具进行成形前加入可溶性颗粒，控制搅拌时间低于三分钟，使可溶性颗粒快速分散在砂浆中；

步骤二：将混合了可溶性颗粒的砂浆至于模具中，控制压力环境为10-15MPa，持续时间24h，岩心在模具中成形后取出，将岩心放置在室温环境下熟化48h；

所涉及的组分的质量百分比用量为：

胶结剂 30-40%

硬质骨架40-50%

可溶性颗粒 余量；

其中，胶结剂为含水量30%的水泥浆，硬质骨架为粒度60-100目的石英颗粒或河沙，可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，选自葡萄糖结晶或蔗糖结晶。

本发明具有以下优点：

本发明所制备的岩心可以在较温和环境下，模拟岩石侵蚀的过程；在较短时间下，低于10h即可观测到渗透率的增加；本发明改变了岩心在实验过程中渗透率只能增加不能降低的问题，使自然环境下的漫长侵蚀过程得以在实验室中快速的表现出来。 

附图说明

图1为岩心测试过程人造岩心的渗透率变化。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明所涉及的用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心，由以下质量百分比的组分混合制成：

胶结剂 30-40%

硬质骨架40-50%

可溶性颗粒 余量。

其中：

胶结剂为含水量30%的水泥浆；

硬质骨架为粒度60-100目的石英颗粒或河沙；

可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，如葡萄糖结晶或蔗糖结晶。

具体制备方法由以下步骤实现：

步骤一：将胶结剂和硬质骨架混合均匀形成彻底润湿但不能流动的砂浆，放入模具进行成形前加入可溶性颗粒，控制搅拌时间低于三分钟，使可溶性颗粒快速分散在砂浆中；

步骤二：将混合了可溶性颗粒的砂浆至于模具中，控制压力环境为10-15MPa，持续时间24h，岩心在模具中成形后取出，将岩心放置在室温环境下熟化48h。所得岩心即为目标产品，在驱替设备中用中性水流经岩心，即可观测到岩心的侵蚀过程。

实施例1：

胶结剂 30%

硬质骨架50%

可溶性颗粒 余量。

其中：

胶结剂为含水量30%的水泥浆；

硬质骨架为粒度60-100目的石英颗粒；

可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，如葡萄糖结晶。

具体制备方法由以下步骤实现：

步骤一：将胶结剂和硬质骨架混合均匀形成彻底润湿但不能流动的砂浆，放入模具进行成形前加入可溶性颗粒，控制搅拌时间低于三分钟，使可溶性颗粒快速分散在砂浆中；

步骤二：将混合了可溶性颗粒的砂浆至于模具中，控制压力环境为10MPa，持续时间24h，岩心在模具中成形后取出，将岩心放置在室温环境下熟化48h。

实施例2：

胶结剂 35%

硬质骨架45%

可溶性颗粒 余量。

其中：

胶结剂为含水量30%的水泥浆；

硬质骨架为粒度60-100目的石英颗粒；

可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，如葡萄糖结晶。

具体制备方法由以下步骤实现：

步骤一：将胶结剂和硬质骨架混合均匀形成彻底润湿但不能流动的砂浆，放入模具进行成形前加入可溶性颗粒，控制搅拌时间低于三分钟，使可溶性颗粒快速分散在砂浆中；

步骤二：将混合了可溶性颗粒的砂浆至于模具中，控制压力环境为12MPa，持续时间24h，岩心在模具中成形后取出，将岩心放置在室温环境下熟化48h。

实施例3：

胶结剂40%

硬质骨架40%

可溶性颗粒 余量。

其中：

胶结剂为含水量30%的水泥浆；

硬质骨架为粒度60-100目的河沙；

可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，如蔗糖结晶。

具体制备方法由以下步骤实现：

步骤一：将胶结剂和硬质骨架混合均匀形成彻底润湿但不能流动的砂浆，放入模具进行成形前加入可溶性颗粒，控制搅拌时间低于三分钟，使可溶性颗粒快速分散在砂浆中；

步骤二：将混合了可溶性颗粒的砂浆至于模具中，控制压力环境为15MPa，持续时间24h，岩心在模具中成形后取出，将岩心放置在室温环境下熟化48h。

实施例3中岩心测试过程的渗透率变化如图1所示，岩心在6h的时间内渗透率从1.2mD提升到4.2mD，充分表达了岩石在流体侵蚀作用下岩石的渗透率性质发生了变化。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心，其特征在于：

由以下质量百分比的组分混合制成：

胶结剂 30-40%

硬质骨架40-50%

可溶性颗粒 余量。

2.根据权利要求1所述的用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心，其特征在于：

胶结剂为含水量30%的水泥浆。

3.根据权利要求2所述的用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心，其特征在于：

硬质骨架为粒度60-100目的石英颗粒或河沙。

4.根据权利要求3所述的用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心，其特征在于：

可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，选自葡萄糖结晶或蔗糖结晶。

5.用于模拟岩石侵蚀过程的人造岩心的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将胶结剂和硬质骨架混合均匀形成彻底润湿但不能流动的砂浆，放入模具进行成形前加入可溶性颗粒，控制搅拌时间低于三分钟，使可溶性颗粒快速分散在砂浆中；

步骤二：将混合了可溶性颗粒的砂浆至于模具中，控制压力环境为10-15MPa，持续时间24h，岩心在模具中成形后取出，将岩心放置在室温环境下熟化48h；

所涉及的组分的质量百分比用量为：

胶结剂 30-40%

硬质骨架40-50%

可溶性颗粒 余量；

其中，胶结剂为含水量30%的水泥浆，硬质骨架为粒度60-100目的石英颗粒或河沙，可溶性颗粒为粒度20-60目的常规糖类结晶颗粒，选自葡萄糖结晶或蔗糖结晶。