CN112857935B - 一种大级差非均质无磁岩心的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大级差非均质无磁岩心的制备方法,首先精选2种粒径的无磁石英砂,再将小石英砂与胶结剂充分搅拌均匀后,预压制低渗层岩样;接着将大石英砂与胶结剂充分搅拌均匀后,再加入易溶于水、确定粒径的无机颗粒盐,并充分搅拌,使颗粒盐均匀充填在石英砂的粒间孔隙中,起到支撑作用,压制时既保证孔隙不会垮塌,又使石英砂能充分接触而粘接;然后压制成岩样,并烘制非均质岩样。最后用热水浸泡溶化掉盐,扩大孔隙,而且溶蚀的孔隙处于流道位置,可以增大有效孔隙度和渗透率,制备出大级差、非均质无磁岩心。
Description
技术领域
本发明涉及一种大级差非均质无磁岩心的制备方法,通过易溶解颗粒盐充填在高渗一侧的无磁石英砂粒间空隙,确保两侧石英砂层胶结好、高渗空隙不被挤占,达到制成两层渗透率差异大的非均质岩心的目的,属于石油工程开发实验技术领域。
背景技术
非均质人造岩心是石油开发领域开展各种注剂在非均质储层中驱替模拟实验的必不可少的基础材料,一般两层非均质岩心是采用两种不同粒径石英砂来制备。通常当所需非均质岩心两层渗透率比值(即级差)在3以内,比较容易做到,但当级差大于5时,同等压力压制时,粒间孔大的一层孔隙容易被挤占,孔隙度会损失,渗透率会降低,难以达到要求,尤其是要求一层渗透率大于3000mD、且非均质级差大于5时,石英砂间隙差异很大,高渗层石英砂容易挤占,造成渗透率远低于确定目标,因此,高渗透、大级差无磁非均质人造岩心采用常规方法很难制备。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的是提供一种大级差非均质无磁岩心的制备方法。本发明采用易溶无机颗粒盐预充填高渗透层来制备高渗透、大级差无磁非均质人造岩心。
为达到上述目的,本发明采用如下发明构思:
先精选无磁性的石英砂,再用易溶水的、无机颗粒盐充填在高渗层石英砂的粒间孔隙中,起到支撑作用,压制时不会垮塌,然后再添加另一层石英砂层一起压制,待岩心压制完成后,通过浸泡溶化掉盐,可以增大有效孔隙度和渗透率,制备成高渗透、大级差的非均质无磁人造岩心。
根据上述发明构思,本发明采用如下技术方案:
一种大级差非均质无磁岩心的制备方法,制备步骤如下:
1)准备无磁石英砂:
量取大小两种粒径2~5000目的无磁石英砂,洗净、烘干后,待用;
2)预压制小粒径石英砂:
先将小粒径的石英砂倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入质量百分比为1~15%的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至看不到颗粒聚团,即砂粒均匀为止,搅拌时长为20~30分钟;将搅拌好的小粒径石英砂装入模具,保持平整,然后推入压力机中,再将压制机的限压表数值调到设定值,启动压力机,达到设定压力后,保压至少10min后,放压;
3)将大粒径石英砂加胶搅拌均匀:
将准备好的大粒径石英倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入质量百分比为1~15%的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至看不到颗粒聚团,即砂粒均匀为止,搅拌时长为20~30分钟;
4)添加无机颗粒盐:
将无机盐采用研磨手段处理和分选,得到不同粒径的颗粒盐,粒径为2~100目,再按照设计好的比例加入到搅拌均匀的大粒径石英砂中,然后继续搅拌10~15分钟,搅拌均匀为止;本发明的无机颗粒盐为高纯度盐,不含金属等不能水溶的杂质、非氯化锰类的锰盐,盐事先进行研磨加工和粒径分选,得到不同粒径的颗粒盐,再按照设计好粒径和含量加入到搅拌均匀的大粒径石英砂中,然后继续搅拌均匀即可;
5)压制双层非均质岩心:
将加有无机盐的大粒径石英砂填入装有小石英砂的模具中,进行压制,保压30min±1min;
6)烘制和钻取柱状岩心:
关闭压力机,退缸,将压制好的岩心连同模具一起取出,去掉模具盖板,放入烘箱,在120℃±5℃下烘制18~24小时;取出岩心,用岩心钻取机钻取岩心,将两端切割平整;
7)热水溶盐得到大级差非均质岩心:
将岩心分别用40-60℃热水浸泡处理,除去其中盐分,期间更换3-5次水,并称重,直至岩心质量不再变化为止,至此得到大级差非均质岩心。
优选地,在所述步骤3)与步骤4)中,先将胶与大粒径石英砂充分搅拌后,再加入无机盐,预防胶包裹盐粒,导致盐粒无法溶解。
优选地,在所述步骤4)中添加无机颗粒盐,加入的无机颗粒盐不含金属不能水溶的杂质、非锰盐,且具有确定的粒径和含量,颗粒盐事先进行研磨加工和粒径分选,粒径和含量根据物性大小来确定,粒径在2~100目,含量在0~30%。
优选地,在所述步骤2)~5)中,先压制小粒径低渗层岩样,再放入含盐大粒径石英砂压制整个岩样。
与现有技术相比,本发明具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明通过在高渗一侧充填易溶解固体颗粒盐,使石英砂颗粒间空隙在高压压制时不被缩小,提高充填层岩心的抗挤压能力,通过调节颗粒盐的比例和粒径大小来改变渗透率的大小(正比),最后通过水浸泡去除盐,得到高渗层,使两层非均质岩心达到大级差、单层高渗的目的;
2.本发明方法简单,易于实现,通过易溶解颗粒盐充填在高渗一侧的无磁石英砂粒间空隙,确保两侧石英砂层胶结好、高渗空隙不被挤占,达到制成两层渗透率差异大的非均质岩心的效果。
附图说明
图1本发明的制备工艺流程图。
图2大级差非均质人造岩心示意图。
具体实施方式
现将本发明的优选实施例结合附图祥述于后。
实施例一
参见图1,一种大级差非均质无磁岩心的制备方法,制备步骤如下:
1)准备无磁石英砂:
量取大小两种粒径2~5000目的无磁石英砂,洗净、烘干后,待用;
2)预压制小粒径石英砂:
先将小粒径的石英砂倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入质量百分比为1~15%的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至看不到颗粒聚团,即砂粒均匀为止,搅拌时长为20~30分钟;将搅拌好的小粒径石英砂装入模具,保持平整,然后推入压力机中,再将压制机的限压表数值调到设定值,启动压力机,达到设定压力后,保压至少10min后,放压;
3)将大粒径石英砂加胶搅拌均匀:
将准备好的大粒径石英倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入质量百分比为1~15%的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至看不到颗粒聚团,即砂粒均匀为止,搅拌时长为20~30分钟;
4)添加无机颗粒盐:
将无机盐采用研磨手段处理和分选,得到不同粒径的颗粒盐,粒径为2~100目,再按照设计好的比例加入到搅拌均匀的大粒径石英砂中,然后继续搅拌10~15分钟,搅拌均匀为止;
5)压制双层非均质岩心:
将加有无机盐的大粒径石英砂填入装有小石英砂的模具中,进行压制,保压30min±1min;
6)烘制和钻取柱状岩心:
关闭压力机,退缸,将压制好的岩心连同模具一起取出,去掉模具盖板,放入烘箱,在120℃±5℃下烘制18~24小时;取出岩心,用岩心钻取机钻取岩心,将两端切割平整;
7)热水溶盐得到大级差非均质岩心:
将岩心分别用40-60℃热水浸泡处理,除去其中盐分,期间更换3-5次水,并称重,直至岩心质量不再变化为止,至此得到大级差非均质岩心。
本实施例采用易溶无机颗粒盐预充填高渗透层来制备高渗透、大级差无磁非均质人造岩心。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同,特别之处如下:
在所述步骤3)与4)中,先将胶与大粒径石英砂充分搅拌后,再加入无机盐,预防胶包裹盐粒,导致盐粒无法溶解。
在所述步骤4)中添加无机颗粒盐,加入的无机颗粒盐不含金属不能水溶的杂质、非锰盐,且具有确定的粒径和含量,颗粒盐事先进行研磨加工和粒径分选,粒径和含量根据物性大小来确定,粒径在2~100目,含量在0~30%。
在所述步骤2)~5)中,先压制小粒径低渗层岩样,再放入含盐大粒径石英砂压制整个岩样。
本实施例通过在高渗一侧充填易溶解固体颗粒盐,使石英砂颗粒间空隙在高压压制时不被缩小,提高充填层岩心的抗挤压能力,通过调节颗粒盐的比例和粒径大小来改变渗透率的大小(正比),最后通过水浸泡去除盐,得到高渗层,使两层非均质岩心达到大级差、单层高渗的目的。
实施例三
本实施例制备大于4500~5000mD/400~500mD人造岩心,具体制备步骤为:
1)按方案准备好2种300目和40-60目的无磁石英砂,烘干。
2)按1:1的比例取已烘干的300目785g,倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入50g的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至均匀为止,搅拌时长为30分钟;将搅拌好的300目石英砂装入模具,抹平,然后推入压力机,将压制机的限压表数值调到10MPa,启动压力机,到达设定压力后保压10min;
3)按1:1的量取已烘干的40~60目石英砂785g,倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入50g的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至均匀为止,搅拌时长为30分钟;
4)在40-60目大石英砂中加入20~40目精盐NaCL(经加工和筛选)125g,再充分搅拌15分钟;
5)再将加盐并搅拌好的混盐石英砂装入到预压制小粒径石英砂的模具中,将压制机的限压表数值调到10MPa,启动压力机,到达设定压力后,保压30min;
6)关闭压力机,退缸,将压制好的岩心连同模具一起取出,去掉压制盖板,放入烘箱,在120℃下烘制18小时;将烘制好的块状岩心取出,用岩心钻取机钻取直径25mm的岩心柱,并将两端用切割机切平;
7)将岩心分别用50℃热水浸泡处理,除去其中盐分,期间更换4次水,并测试质量,其质量不再变化;
将浸泡好的岩心放入烘箱中烘干18小时,用孔渗联测装置测得高渗层岩心平均渗透率为4637mD,低渗层平均渗透率为455mD;而不加盐的常规方法在相同参数条件下制备的岩心平均渗透率为3812mD,而压制压力降到5MPa,制得的岩心平均渗透率为4090mD,都未达到加盐制备的岩心渗透率4637mD。
本实施例通过易溶解颗粒盐充填在高渗一侧的无磁石英砂粒间空隙,确保两侧石英砂层胶结好、高渗空隙不被挤占,达到制成两层渗透率差异大的非均质岩心的效果。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种大级差非均质无磁岩心的制备方法,其特征在于制备步骤如下:
1)准备无磁石英砂:
量取大小两种粒径 2 ~5000目的无磁石英砂,洗净、烘干后,待用;
2)预压制小粒径石英砂:
先将小粒径的石英砂倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入质量百分比为1~15%的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至看不到颗粒聚团,即砂粒均匀为止,搅拌时长为 20~30分钟;将搅拌好的小粒径石英砂装入模具,保持平整,然后推入压力机中,再将压制机的限压表数值调到设定值,启动压力机,达到设定压力后,保压至少10min后,放压;
3)将大粒径石英砂加胶搅拌均匀:
将准备好的大粒径石英倒入搅拌机的搅拌锅中,再加入质量百分比为1~15%的胶结剂,采取人机交叉式搅拌,直至看不到颗粒聚团,即砂粒均匀为止,搅拌时长为 20~30分钟;
4)添加无机颗粒盐:
将无机盐采用研磨手段处理和分选,得到不同粒径的颗粒盐,粒径为2 ~100目,再按照设计好的比例加入到搅拌均匀的大粒径石英砂中,然后继续搅拌10~15分钟,搅拌均匀为止;
5)压制双层非均质岩心:
将加有无机盐的大粒径石英砂填入装有小石英砂的模具中,进行压制,保压30min±1min;
6)烘制和钻取柱状岩心:
关闭压力机,退缸,将压制好的岩心连同模具一起取出,去掉模具盖板,放入烘箱,在120℃±5℃下烘制18~24 小时;取出岩心,用岩心钻取机钻取岩心,将两端切割平整;
7)热水溶盐得到大级差非均质岩心:
将岩心分别用40-60℃热水浸泡处理,除去其中盐分,期间更换3-5次水,并称重,直至岩心质量不再变化为止,至此得到大级差非均质岩心;按照非均质岩心两层渗透率比值计算所述大级差非均质岩心级差,大级差非均质岩心的级差大于4500~5000mD/400~500 mD;
在所述步骤3)与步骤4)中,先将胶与大粒径石英砂充分搅拌后,再加入无机盐,预防胶包裹盐粒,导致盐粒无法溶解。
2.根据权利要求1所述的大级差非均质无磁岩心的制备方法,其特征在于:在所述步骤2)~5)中,先压制小粒径低渗层岩样,再放入含盐大粒径石英砂压制整个岩样。
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