CN107894356A - 一种缝洞型人造岩芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油开发实验技术领域，尤其涉及一种缝洞型人造岩芯及其制备方法，以缝洞型人造岩芯总质量为基准，所述缝洞型人造岩芯由以下质量百分含量的原料组成：环氧树脂15～25％，石英砂40～80％和活性炭颗粒5～35％。本发明通过活性炭烧结得到的孔洞模拟真实地层中的溶洞，石英砂模拟微裂缝，实现模拟储集空间的多尺度性和储层的非均质性；满足了实验研究缝洞型油藏的迫切需求，为深入研究缝洞型油藏奠定了基础，制备工艺简单，生产条件易于控制，利于产业化。

Description

一种缝洞型人造岩芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开发实验技术领域，尤其涉及一种能够模拟储集空间的缝洞型人造岩芯及其制备方法。
背景技术
随着我国对油气资源需求量不断加大及相关勘探开采技术的成熟，碳酸盐岩油气藏逐渐占据重要地位。受埋藏深度、成岩环境的影响，形成溶洞、溶蚀孔洞和裂缝，在碳酸盐缝洞型油气藏中，溶洞是主要的储集空间，裂缝为主要的流动通道，属于非均质性强、开发难度大的非常规油气藏。在对碳酸盐岩油气藏的开发实验过程中，基于储集空间中复杂的油水分布导致流体流动规律的复杂性，普通岩芯难以实现模拟储集空间的多尺度性和储层的非均质性，而实验所需天然岩芯的获取受多方面限制，给实验研究带来诸多不便。
发明内容
本发明为了克服普通岩芯难以实现模拟储集空间的多尺度性和储层的非均质性的问题，提供了一种能够真实模拟储集空间的缝洞型人造岩芯，便于满足实验研究缝洞型油藏的迫切需求。
本发明还提供了一种工艺简单，易于产业化的缝洞型人造岩芯的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种缝洞型人造岩芯，以缝洞型人造岩芯总质量为基准，所述缝洞型人造岩芯由以下质量百分含量的原料组成：环氧树脂15～25％，石英砂40～80％和活性炭颗粒5～35％。
本发明缝洞型人造岩芯采用环氧树脂，石英砂和活性炭颗粒为原料，其原理及协同作用如下：环氧树脂作为胶黏剂，能够将石英砂和活性炭颗粒胶结到一起，活性炭颗粒在高温条件下燃烧形成孔洞，模拟作为主要储集空间的溶洞；石英砂在环氧树脂的胶黏作用下颗粒互相之间形成微裂缝，模拟天然岩心内主要的流动通道。因此，本发明缝洞型人造岩芯能够实现模拟缝洞型油气藏的真实地层特性。
作为优选，所述石英砂的粒径为100～1000目。
利用100～1000目粒度范围内的石英砂能够较为真实地模拟微裂缝，以此模拟缝洞型岩芯。
作为优选，所述活性炭颗粒的粒径为0.1～5mm。
一种缝洞型人造岩芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述配比分别称取环氧树脂，石英砂和活性炭颗粒，将各组分充分混合，搅拌均匀；
(2)将上述混合均匀的原料放入人造岩芯制作模具中，加压压实，静置后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(3)将毛坯人造岩芯脱模后放入烘箱中烘干固化，并自然冷却至常温；
(4)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯放入高温炉中烧结，自然冷却至常温；
(5)将上述烧结并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得缝洞型人造岩芯成品。
作为优选，步骤(2)中，采用5～15MPa的压力压实，静置2～6h后卸压脱模。
作为优选，步骤(3)中，烘干温度为80～120℃，烘干时间为12～24h。
作为优选，步骤(4)中，烧结温度为260～350℃，烧结时间为24～48h。
在烧结过程中，活性炭颗粒在高温条件下燃烧形成孔洞，能够真实地模拟天然岩芯中的溶洞。其中活性炭颗粒的自燃点是300℃，而自然点温度比燃点温度高，所以在260～350℃的条件下活性炭会充分燃烧，若温度过低，不利于活性炭的燃烧，烧结过程中无法形成孔洞。
本发明具有如下有益效果：
(1)通过活性炭烧结得到的孔洞模拟真实地层中的溶洞，石英砂模拟微裂缝，能够模拟真实地层，实现模拟储集空间的多尺度性和储层的非均质性；
(2)满足了实验研究缝洞型油藏的迫切需求，为深入研究缝洞型油藏奠定了基础；
(3)制备工艺简单，生产条件易于控制，利于产业化。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
(1)筛出粒径为80～100目的石英砂和0.1～2mm的活性炭颗粒；
(2)以缝洞型人造岩芯总质量为基准，称取以下质量百分含量的原料：环氧树脂15％，石英砂80％和活性炭颗粒5％，将各组分充分混合，搅拌均匀；
(3)将上述混合均匀的原料放入人造岩芯制作模具中，采用5MPa的压力压实，静置6h后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(4)将毛坯人造岩芯脱模后放入烘箱中烘干固化，烘干温度为80℃，烘干时间为24h，自然冷却至常温；
(5)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯放入高温炉中烧结，烧结温度为260℃，烧结时间为48h，自然冷却至常温；
(6)将上述烧结并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得缝洞型人造岩芯成品。
实施例2
(1)筛出粒径为500～600目的石英砂和0.1～4mm的活性炭颗粒；
(2)以缝洞型人造岩芯总质量为基准，称取以下质量百分含量的原料：环氧树脂25％，石英砂40％和活性炭颗粒35％，将各组分充分混合，搅拌均匀；
(3)将上述混合均匀的原料放入人造岩芯制作模具中，采用15MPa的压力压实，静置2h后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(4)将毛坯人造岩芯脱模后放入烘箱中烘干固化，烘干温度为120℃，烘干时间为12h，自然冷却至常温；
(5)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯放入高温炉中烧结，烧结温度为350℃，烧结时间为24h，自然冷却至常温；
(6)将上述烧结并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得缝洞型人造岩芯成品。
实施例3
(1)筛出粒径为800～1000目的石英砂和0.1～0.5mm的活性炭颗粒；
(2)以缝洞型人造岩芯总质量为基准，称取以下质量百分含量的原料：环氧树脂20％，石英砂60％和活性炭颗粒20％，将各组分充分混合，搅拌均匀；
(3)将上述混合均匀的原料放入人造岩芯制作模具中，采用10MPa的压力压实，静置4h后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(4)将毛坯人造岩芯脱模后放入烘箱中烘干固化，烘干温度为100℃，烘干时间为16h，自然冷却至常温；
(5)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯放入高温炉中烧结，烧结温度为300℃，烧结时间为40h，自然冷却至常温；
(6)将上述烧结并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得缝洞型人造岩芯成品。
对本发明实施例1-3制得的缝洞型人造岩芯成品的孔洞和微裂缝分布占比做检测，结果如表1所示：
表1.检测结果
由表1可以看出，本发明实施例1-3的缝洞型人造岩芯既有毫米级溶洞，又有微米级孔隙，能够模拟缝洞型油藏的储集空间。
本发明利用活性炭颗粒在高温条件下燃烧形成孔洞，模拟天然岩芯中的溶洞；利用石英砂模拟微裂缝，以此模拟缝洞型岩芯；实现模拟储集空间的多尺度性和储层的非均质性；满足了实验研究缝洞型油藏的迫切需求，为深入研究缝洞型油藏奠定了基础，制备工艺简单，生产条件易于控制，利于产业化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种缝洞型人造岩芯，其特征在于，以缝洞型人造岩芯总质量为基准，所述缝洞型人造岩芯由以下质量百分含量的原料组成：环氧树脂15～25％，石英砂40～80％和活性炭颗粒5～35％。
2.根据权利要求1所述的一种缝洞型人造岩芯，其特征在于，所述石英砂的粒径为100～1000目。
3.根据权利要求1或2所述的一种缝洞型人造岩芯，其特征在于，所述活性炭颗粒的粒径为0.1～5mm。
4.一种如权利要求1所述的缝洞型人造岩芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述配比分别称取环氧树脂，石英砂和活性炭颗粒，将各组分充分混合，搅拌均匀；
(2)将上述混合均匀的原料放入人造岩芯制作模具中，加压压实，静置后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(3)将毛坯人造岩芯脱模后放入烘箱中烘干固化，并自然冷却至常温；
(4)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯放入高温炉中烧结，自然冷却至常温；
(5)将上述烧结并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得缝洞型人造岩芯成品。
5.根据权利要求4所述的缝洞型人造岩芯的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，采用5～15MPa的压力压实，静置2～6h后卸压脱模。
6.根据权利要求4或5所述的缝洞型人造岩芯的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，烘干温度为80～120℃，烘干时间为12～24h。
7.根据权利要求4或5所述的缝洞型人造岩芯的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，烧结温度为260～350℃，烧结时间为24～48h。
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