CN109060484A - 一种用于相对渗透率曲线测定的大尺寸岩心及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于相对渗透率曲线测定的大尺寸岩心及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：(1)将石英砂和胶结剂混合搅拌得到石英砂混合物；(2)将石英砂混合物填于模具内，用压块压住后进行压实处理；模具呈长方体；(3)经压实处理后的模具置于恒温箱中进行岩心成型，脱出模具得到岩心；(4)将岩心再次固定于模具中，并浇铸环氧树脂，即得目标岩心。本发明具有如下优点：1、与现有测定相对渗透率曲线的小尺寸岩心相比，大尺寸岩心测定误差更小，结果更加精确；2、通过在岩心两端设置导流盖，可以降低由于末端效应而产生的误差。

Description

一种用于相对渗透率曲线测定的大尺寸岩心及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于相对渗透率曲线测定的大尺寸岩心及其制备方法。
背景技术
相对渗透率曲线是油藏基础研究工作最重要资料之一，在不同开发阶段可预测油井产量、水油比、油井产水规律、驱油效率及采收率等。它的准确程度将直接影响人们对油藏水驱油特征的认识以及各种计算，因此正确求取油藏有代表性的油水相对渗透率曲线是十分重要的工作。目前对于相对渗透率曲线的测定，采用的多是天然取心的小岩心，如申请号为201611094637.7的专利公开了一种致密砂岩稳态法气水相对渗透率曲线测定方法，采用的即是小岩心；而为了克服末端效应，文献《长岩芯驱替中不同位置的相渗曲线计算》采用的是多块小岩心拼接成长岩心，但是对岩心渗透率计算太复杂。同时由于小岩心测试相对渗透率曲线对产出液的计量要求较高，容易产生误差，且采用小岩心不能模拟厚油层条件。
发明内容
本发明的是提供一种大尺寸岩心及其制备方法，所制备的大尺寸岩心可以用于测定相对渗透率曲线，提高相对渗透率曲线的测定精度。
本发明所述“大尺寸”岩心一般指的是尺寸为4.5cm×4.5cm×(20～30)cm的岩心。
本发明所提供的用于相对渗透率曲线测定的大尺寸岩心制备方法，包括如下步骤：
(1)将石英砂和胶结剂混合搅拌得到石英砂混合物；
(2)将所述石英砂混合物填于模具内，用压块压住后进行压实处理；
所述模具呈长方体；
(3)经所述压实处理后的所述模具置于恒温箱中进行岩心成型，脱出所述模具得到岩心；
(4)将所述岩心再次固定于所述模具中，并浇铸环氧树脂，即得目标岩心。
上述的制备方法中，步骤(1)中，所述胶结剂与所述石英砂的质量比为1：100～200。
所述胶结剂采用其粉末形态，其粒径与所述石英砂的粒径一致。
上述的制备方法中，步骤(1)中，所述胶结剂的质量百分比组成如下：
固化剂9～20％，
流平剂1～5％，
余量的环氧树脂和聚酯，两者的质量百分比为1：1；
所述固化剂一般选择乙二胺；
所述流平剂一般选择丙烯酸树脂。
上述的制备方法中，步骤(2)中，所述压实处理之前，所述方法还包括如下步骤：
利用刮平工具在所述模具内沿水平方向来回移动，直至所述石英砂混合物的表面平整；
本发明采用的模具具有如下结构：由底板、侧板、压块组成，底板和侧板中间垫加抗高温薄膜，其目的是避免在岩心被压制出来的过程中对岩心底部的伤害。
上述的制备方法中，步骤(2)中，所述压实处理的条件如下：
将所述模具置于四柱液压机上，在压制压力30～50MPa条件下预压10～20min后，再次控制所述四柱液压机稳压在30～50MPa，稳压15～30min后卸压；具体地，在压制压力50MPa条件下预压10min后，再次控制所述四柱液压机稳压在50MPa，稳压15min后卸压。
上述的制备方法中，步骤(3)中，所述岩心成型的条件如下：
先在90～100℃条件下烘烤210～270min，然后升温至120～130℃烘烤30～45min，最后升温至200～230℃烘烤10～20min，将岩心模具整体取出置于所述四柱液压机固定位置上，压制压块使岩心从模具中脱出得到岩心；具体地，先在98℃条件下烘烤240min，然后升温至120℃烘烤30min，最后升温至210℃烘烤10min。
上述的制备方法中，步骤(4)中，浇铸环氧树脂，方便进行实验，不用使用岩心夹持器。
所述模具可为由5块铝板组成的无顶面掏空的长方体的模具。
步骤(4)中，将导流盖固定于所述岩心的两端，并利用螺钉连接所述导流盖和所述岩心使其固定于所述模具中；
所述导流盖的尺寸与所述岩心的横截面的尺寸一致，如所述导流盖的厚度可为1～1.5cm，平面可为4.5×4.5cm的正方形；
所述导流盖上沿其轴向设有带有螺纹的圆孔，所述螺钉与所述圆孔配合；
所述导流盖的平面上设有两圈边长不同的方形凹槽，且沿对角具有十字形凹槽，使得流体从所述岩心中流出时可以通过该凹槽流动至中心圆孔，起到导流的作用；通过所述螺钉与所述导流盖，将岩心夹住，旋紧螺钉，固定于模具空腔中，倒入准备好的环氧树脂胶进行浇铸，静置成型后，旋出螺钉，模型成型。
本发明方法所述浇铸采用的环氧树脂胶，包括胶粘剂、固化剂和增韧剂，其中胶粘剂为环氧树脂，固化剂为聚酰胺树脂，增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明具有如下优点：
1、与现有测定相对渗透率曲线的小尺寸岩心相比，大尺寸岩心测定误差更小，结果更加精确；
2、通过在岩心两端设置导流盖，可以降低由于末端效应而产生的误差。
附图说明
图1是浇铸后岩心正视图。
图2是导流盖示意图。
图3是螺钉与导流盖连接正视图。
图4是螺钉与导流盖连接剖面图。
图5是实验所得相对渗透率曲线图。
图中各标记如下：
1螺钉、2浇铸环氧树脂、3岩心、4导流盖。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
将60～100目的石英砂和胶结剂粉末按照质量比(180：1)混合，搅拌均匀得到石英砂混合物，其中胶结剂主要由以下质量百分比的组分组成：固化剂(乙二胺)10％、流平剂丙烯酸树脂5％、余量为环氧树脂和聚酯，其中环氧树脂和聚酯的质量百分比为1：1。
组装模具，模具主要由底板、侧板和压块组成，其中底板、侧板、压块均为钢板，底板和侧板中间垫加抗高温薄膜，其目的是避免在岩心被压制出来的过程中对岩心底部的伤害。
将石英砂混合物填入模具中，用刮平工具在模具内沿水平方向来回移动，直到石英砂混合物表面平整，用压块压住，将填装好的模具整体放置在四柱液压机上，在压制压力50MPa条件下预压10min后，再次控制液压机稳压在50MPa，稳压15min后卸压。
将带有压块的岩心模具整体放入恒温箱内，先在98℃条件下烘烤240min，然后升温至120℃烘烤30min，最后升温至210℃烘烤10min，将岩心模具整体取出置于四柱液压机固定位置上，压制压块使岩心从模具中脱出得到岩心。
采用螺钉连接导流盖，分别放置于岩心两端夹住岩心使其固定于模具中，其中，沿其轴向设有带有螺纹的圆孔(图中未示出)，螺钉与圆孔配合以夹持柱岩心的两端，如图1、图3和图4所示，导流盖的平面上设有两圈边长不同的方形凹槽，且沿对角具有十字形凹槽，如图2所示。固定岩心之后，对浇铸所用的环氧树脂在加热至40～60℃条件下，均匀缓慢地注入加持有岩心的模具中，至环氧树脂没过岩心上表面，充填于模具空腔中并完全包裹岩心，后静止冷却24h，旋出螺钉，岩心成型，其尺寸为4.5cm×4.5cm×30cm。
采用所得岩心，按照标准SY/T5345-2007“岩石中两相流体相对渗透率测定方法”，进行相对渗透率曲线的测定实验，得到结果如图5所示。从图中可以看出，所得实验结果符合相对渗透率曲线规律，说明本发明所制备的岩心可靠，方法合理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本发明并不局限于上述方式，在不脱离本发明原理的前提下，还能进一步改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于相对渗透率曲线测定的大尺寸岩心制备方法，包括如下步骤：
(1)将石英砂和胶结剂混合搅拌得到石英砂混合物；
(2)将所述石英砂混合物填于模具内，用压块压住后进行压实处理；
所述模具呈长方体；
(3)经所述压实处理后的所述模具置于恒温箱中进行岩心成型，脱出所述模具得到岩心；
(4)将所述岩心再次固定于所述模具中，并浇铸环氧树脂，即得目标岩心。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述胶结剂与所述石英砂的质量比为1：100～200。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述胶结剂的质量百分比组成如下：
固化剂9～20％，
流平剂1～5％，
余量的环氧树脂和聚酯，两者的质量百分比为1：1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述压实处理之前，所述方法还包括如下步骤：
利用刮平工具在所述模具内沿水平方向来回移动，直至所述石英砂混合物的表面平整。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述压实处理的条件如下：
将所述模具置于四柱液压机上，在压制压力30～50MPa条件下预压10～20min后，再次控制所述四柱液压机稳压在30～50MPa，稳压15～30min后卸压。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述岩心成型的条件如下：
先在90～100℃条件下烘烤210～270min，然后升温至120～130℃烘烤30～45min，最后升温至200～230℃烘烤10～20min，将岩心模具整体取出置于所述四柱液压机固定位置上，压制压块使岩心从模具中脱出得到岩心。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，将导流盖固定于所述岩心的两端，并利用螺钉连接所述导流盖和所述岩心使其固定于所述模具中；
所述导流盖的尺寸与所述岩心的横截面的尺寸一致；
所述导流盖上沿其轴向设有带有螺纹的圆孔，所述螺钉与所述圆孔配合；
所述导流盖的平面上设有两圈边长不同的方形凹槽，且沿对角具有十字形凹槽。
8.权利要求1-7中任一项所述方法制备的岩心。
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