CN104458383B - 一种人造岩心的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人造岩心的制作方法，涉及石油勘探领域。制作人造岩心包括以下步骤：选取与天然岩心粒度分布一致的骨架颗粒；将58‑65质量份所述骨架颗粒与0‑7质量份地层水混合，加入2‑6质量份胶结剂搅拌均匀；将模具内部清理干净，将混合物装入所述模具中在液压机下进行压制后，放入烘箱内烘烤干燥定型，自然冷却至常温后从模具中取出即为本发明的人造岩心。本发明可通过地层水在不改变胶结剂用量和压制压力的条件下制作不同孔隙度、渗透率和胶结程度的岩心。本技术制作出来的岩心在物性、孔隙结构、接触方式和胶结程度等方面都与天然岩心接近，可用于岩心流动实验。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探领域，特别涉及一种弱胶结高渗疏松砂岩人造岩心的制作方法。
背景技术
在石油勘探开发与生产过程中，许多问题的解决都需要进行岩心流动实验。疏松砂岩具有胶结性差、结构疏松及强度小的特征，现场不仅取心成本高，且难以获得代表性成型岩心。因受到天然岩心来源的限制，国内各研究机构在进行岩心流动实验时除少量采用天然岩心外，绝大多数使用人造岩心。
目前常用的人造岩心制作方法有石英充填、磷酸铝石英胶结、环氧树脂胶结三种。从岩心的相似性、制作的难易性和重复性等方面来看，环氧树脂胶结压制法具有更大优越性。通过对人造岩心制作技术的研究，通常认为影响人造岩心物性参数的因素有砂型、胶结物含量、压制压力等，其中砂型是控制人造岩心渗透率的关键因素，胶结剂用量和压制压力是孔隙度的关键因素。现有技术大多通过改变岩心的砂型、胶结剂用量、压制压力来制造不同渗透率、孔隙度、胶结程度的岩心，无法实现用同一砂型、相同胶结剂用量和压制压力来实现制作不同渗透率、孔隙度、胶结程度的岩心。
发明内容
本发明所解决的问题是提供一种在不改变砂型、胶结剂用量及压制压力的条件下，通过加入地层水，制作不同渗透率、孔隙度、胶结程度的人造岩心的制作方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案包括以下步骤：
(1)选取骨架颗粒：
根据天然岩心的粒度分析结果，制作人造岩心时粒径分布范围及各个不同级别粒径的质量含量，均严格按照天然岩心的粒度分布特点进行筛选。其中，作为优选的，所述骨架颗粒为河沙。
(2)配料与拌砂：
将58-65质量份所述骨架颗粒与0-7质量份地层水混合，加入2-6质量份胶结剂搅拌均匀；其中，作为优选的，所述胶结剂为环氧树脂。
(3)装模与压制：
装模前先将模具内部清理干净，之后在每个模具中填入上述混合物。将模具放置在液压机下，模具位置调整好后，使用液压机在4-10MPa压制模具4-5min，压力稳定后卸压。
(4)烘烤
将压制完的模具放入烘箱内，升温至100-110℃下烘烤1.5-2h，之后将温度升至180-190℃烘烤1-1.5h后，关掉烘箱，自然冷却至常温后从模具中取出岩心。
本发明中可以将骨架颗粒和地层水按比例混合后，分成小份，在所述小份中加入所述比例的胶结剂，将所述小份混合物装模压制烘烤制成所述人造岩心。
本发明可通过地层水的用量在不改变砂型、胶结剂用量和压制压力的条件下制作不同渗透率、孔隙度、胶结程度的岩心。本技术制作出来的岩心的物性如孔隙结构、接触方式和胶结程度等方面都与天然岩心接近，可用于岩心流动实验。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是天然岩心的铸体薄片；
图2是本发明人造岩心的CT扫描图像。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
选取与天然岩心的粒度分布状况一致的河沙作为骨架颗粒。将河沙、环氧树脂与地层水按照表1比例混合，搅拌均匀。将模具内部清理干净，在每个模具中填充配置好的河沙和环氧树脂的混合物；将填完砂的模具放置在液压机下，模具位置调整好后，使用液压机在4MPa下压制模具5min，压力稳定后卸压；将压制完的模具放入烘箱内，在100℃下烘烤2个小时，之后将温度升至190℃烘烤1个小时后，关掉烘箱，自然冷却至常温后从模具中取出岩心。岩石的胶结程度用胶结指数来表示，胶结指数越大胶结程度越高。岩心的孔隙度、渗透率和胶结指数见表1。
表1
实施例2：
选取与天然岩心的粒度分布状况一致的河沙作为骨架颗粒。将河沙、环氧树脂与地层水按照表2比例混合，搅拌均匀。将模具内部清理干净，在每个模具中填充配制好的河沙和环氧树脂的混合物；将填完砂的模具放置在液压机下，模具位置调整好后，使用液压机在7MPa下压制模具4min，压力稳定后卸压；将压制完的模具放入烘箱内，在110℃下烘烤1.5个小时，之后将温度升至180℃烘烤1.5个小时后，关掉烘箱，自然冷却至常温后从模具中取出岩心。岩石的胶结程度用胶结指数来表示，胶结指数越大胶结程度越高。岩心的孔隙度、渗透率和胶结指数见表2。
表2
实施例3：
选取与天然岩心的粒度分布状况一致的河沙作为骨架颗粒。将河沙、环氧树脂与地层水按照表3比例混合，搅拌均匀。将模具内部清理干净，在每个模具中填充配置好的河沙和环氧树脂的混合物；将填完砂的模具放置在液压机下，模具位置调整好后，使用液压机在10MPa下压制模具4min，压力稳定后卸压；将压制完的模具放入烘箱内，在105℃下烘烤1.8个小时，之后将温度升至185℃烘烤1.2个小时后，关掉烘箱，自然冷却至常温后从模具中取出岩心。岩石的胶结程度用胶结指数来表示，胶结指数越大胶结程度越高。岩心的孔隙度、渗透率和胶结指数见表3。
表3
图1是天然岩心的铸体薄片，图2是本发明人造岩心不同部位的CT扫描图像，天然岩心和人造岩心的接触方式可以由上述两幅图判断。从图1上可以看出天然岩心孔隙非常发育，分选较好，磨圆度为次圆～次棱状，颗粒间以接触式胶结和孔隙式胶结为主。从图上2可以看出，人造岩心孔隙连通性好，以孔隙式胶结和接触式胶结为主，和天然岩心的胶结方式较吻合，能够较好的模拟实际储层。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种人造岩心的制作方法，其特征在于，可通过地层水的用量，在不改变砂型、胶结剂用量和压制压力的条件下，制作不同渗透率、孔隙度、胶结程度的岩心，包括以下步骤：
(1)选取与天然岩心粒度分布一致的骨架颗粒；
(2)配料与拌砂：将58～65质量份所述骨架颗粒与0～7质量份地层水混合后，加入2～6质量份胶结剂搅拌均匀；
(3)装模与压制：将模具内部清理干净，将步骤(2)中的混合物装入所述模具中在液压机下进行压制；
(4)烘烤：将压制完的模具放入烘箱内烘烤干燥定型，自然冷却至常温后从模具中取出岩心。
2.根据权利要求1所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述骨架颗粒为河沙。
3.根据权利要求1所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述胶结剂为环氧树脂。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述模具在液压机中于4～10MPa的压力下压制4～5min。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，将压制完的模具放入烘箱内在100-110℃下烘烤1.5-2h，之后将温度升至180-190℃烘烤1-1.5h。
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