CN112986075A - 一种细粒沉积促进剂在物理沉积模拟实验中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细粒沉积促进剂在物理沉积模拟实验中的应用，所述细粒沉积促进剂包括聚合氯化铝和阳离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的应用浓度为800～1500ppm，聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺的应用浓度比为10；本发明通过对药剂种类进行选择、搭配，并对其使用浓度和用量配比进行限定，使得采用本发明的细粒沉积促进剂，能够在20～30分钟内，让细粒发生快速有效沉积，使水体变得清澈，达到激光检测的要求，从而极大地节约了细粒沉积模拟实验的时间，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于油气地质勘探与开发工程技术领域，具体涉及一种细粒沉积促进剂在物理沉积模拟实验中的应用。
背景技术
在漫长的的地质历史时期中，由地壳表层的岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积和沉积后作用形成陆源碎屑岩，是油气勘探开发研究的主要对象之一。陆源碎屑沉积岩是一系列地质作用的结果，其形成过程、分布特征可通过沉积模拟实验来再现。
物理沉积模拟是对自然界中的物理过程在室内进行模拟，在室内还原自然界中各种沉积相(冲积扇、三角洲、河流相等)的沉积过程，再现沉积体的时-空分布，以便更好地预测储层。
而且，根据斯托克经验公式，碎屑物在静水中下沉的速度与其颗粒半径的平方成正比，即粒径越小，下沉的速度越慢，根据计算，粗粘土下沉60cm需要40多个小时。沉积模拟实验需要一轮一轮的进行，前一轮细粒物发生沉积所需要的时间过长，会直接影响后一轮实验的进行，延缓整个实验进度。另外，用激光等对沉积体表面进行检测需要在水体相对清澈的环境下进行，细粒沉积物长时间不沉降，水体浑浊，导致检测难以进行。因此，开发一种能够短时间内使细粒有效沉积的沉积促进剂并将其应用于物理沉积模拟实验中，对于物理沉积模拟实验的高效开展具有重要意义，可用于模拟页岩中页理、砂体中隔夹层以及泥晶灰岩的形成。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种细粒沉积促进剂在物理沉积模拟实验中的应用。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种细粒沉积促进剂在物理沉积模拟实验中的应用，所述细粒沉积促进剂包括聚合氯化铝和阳离子聚丙烯酰胺；
所述聚合氯化铝的应用浓度为800～1500ppm，所述聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺的应用浓度比为10。
进一步地，所述应用包括以下步骤：
(1)沉积实验每轮沉积期结束后，根据实验水池中的水量，按照聚合氯化铝的浓度为800～1500ppm，聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺的应用浓度比为10，计算PAC及CPAM的投加量，分别记为Ng和0.1Ng；
(2)用水分别将Ng的PAC和0.1Ng的CPAM溶解，搅拌，得到PAC溶液和CPAM溶液；
(3)将步骤(2)所得PAC溶液和CPAM溶液于每轮实验结束后喷洒入实验水池中，从下游向上游喷洒，先喷入PAC溶液，之后再喷入CPAM溶液，促进细粒沉积。
进一步地，步骤(2)中所述搅拌时间为15分钟。
进一步地，步骤(3)中，喷入PAC溶液5分钟后喷入CPAM溶液。
进一步地，步骤(2)中所采用的水及步骤(3)中所述实验水池中的水的pH均为7～8，温度均为5～40℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过对药剂种类进行选择、搭配，并对其使用浓度和用量配比进行限定，使得采用本发明的细粒沉积促进剂，能够在20～30分钟内，让细粒发生有效沉积，使水体变得清澈，达到激光检测的要求，从而极大地节约了物理沉积模拟实验的时间，提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中实验底形图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
以鄂尔多斯盆地为地质原型，进行沉积模拟实验，实验方法包括以下步骤：
(1)收集、分析地质原型资料：地质原型的位置、构造背景、工区面积、岩性特征、沉积特征及微相类型；
(2)根据地质原型资料，确定物理模型；
(3)实验方案设计：所设计的实验底形图如图1所示，确定实验期次为4期，每期加砂要求如表1所示。
(4)按照步骤(3)设计的实验方案进行沉积模拟实验，每轮沉积期结束后(即每轮加砂完成后)，采用细粒沉积促进剂对水体进一步沉积，具体步骤为：
a：第一期沉积结束后，将实验水池中的水的pH调节为7；测定水池中的水的初始浊度为28.0NTU；
b：根据步骤(a)中的实验水池中的水量，按照聚合氯化铝(PAC)的浓度为1500ppm，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的浓度为150ppm，计算PAC及CPAM的投加量，分别记为Ng和0.1Ng；
c：向两个容量为18L的农用喷雾器桶装等量的pH为7的清水，将Ng的PAC和0.1Ng的CPAM分别加入两个喷雾器桶中，搅拌15分钟；
d：用喷雾器缓缓将上述调制好的药剂喷入实验水池中，从下游向上游喷洒，先喷入PAC溶液，5分钟后再喷入CPAM溶液，并对浊度进行监测，记录浊度达到2.0NTU时所用的时间，之后用激光进行沉积体表面检测。
由于从三角洲向沉积中心，细粒物质越来越多，越靠近三角洲前缘，越难以沉积，因此喷洒的时候不能全区广泛均匀喷洒，应该从湖盆沉积中心向三角洲前缘逐渐喷洒，使沉积中心的细粒物质更多的沉积下来。
上述所述聚合氯化铝(PAC)的浓度为1500ppm，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的浓度为150ppm是指将步骤c中配制的PAC溶液和CPAM溶液加入实验水池后计算得到的浓度。
进一步沉积结束后，测量沉积后的剖面边界坐标、剖面厚度及宽度，检测结束后，按照步骤(4)继续进行第二轮、第三轮及第四轮沉积实验，每轮沉积完成后的剖面边界坐标、剖面厚度及宽度；
(5)实验沉积完成后，画出剖面展布图，待剖面晾干后，采用25cm*25cm网格进行切割，记录每个纵横剖面的特征，识别沉积相类型、沉积构造及几何形态；并将所得实验结果与地质原型进行对比。
步骤(4)a中测得的初始浊度及步骤(4)d中浊度达到2.0NTU时所用的时间见表2。
实施例2
同实施例1，区别在于，步骤(4)a中：将实验水池中的水的pH调节为8，并将温度调整为5℃，测定其浊度；步骤(4)b中：根据步骤(a)中的实验水池中的水量，按照聚合氯化铝(PAC)的浓度为800ppm，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的浓度为80ppm，计算PAC及CPAM的投加量，分别记为Ng和0.1Ng。
实施例3
同实施例2，区别在于，步骤(4)a中：将实验水池中的水的pH调节为8，并将温度调整为40℃，测定其浊度。
对比例1
同实施例1，区别在于，将步骤(4)b中的CPAM替换为阴离子聚丙烯酰胺(APAM)。
对比例2
同实施例1，区别在于，将步骤(4)b中的PAC替换为聚合硫酸铝。
对比例3
同实施例1，区别在于，将步骤(4)d中的“5分钟后再喷入CPAM溶液”替换为“8分钟后再喷入CPAM溶液”。
对比例4
同实施例1，区别在于，将步骤(4)b中“阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的浓度为150ppm”替换为“阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的浓度为100ppm”。
对比例5
同实施例1，区别在于，步骤(4)a中将实验水池中的水的pH调整为7，温度调节为50℃，并测定其浊度。
对比例6
同实施例1，区别在于，步骤(4)为：按照步骤(3)设计的实验方案进行沉积模拟实验，每轮沉积期结束后，将实验水池中的水的pH调节为7，测定水池中的水的初始浊度；并使其中的沙砾自然沉降(不添加细粒沉积促进剂)，结果表明自然沉降24h后，浊度依然未能达到2.0NTU。
表1
表1中，砾石、粗砂、中细砂及粉泥的粒径分别为＞0.8mm、0.7mm、0.125-0.5mm、＜0.1mm，洪水期加砂总量为0.8m3，中水期加砂总量为0.5m3，枯水期加砂总量为0.05m3。
表2
注：实施例1-3及对比例1-6中浊度的检测均在距液体表面2cm处。
由表2可知，物理沉积模拟实验中采用本发明的细粒沉积促进剂进行沉积，能够在20～30分钟内，让细粒发生有效沉积，使水体变得清澈，达到激光检测的要求，从而极大地节约了物理沉积模拟实验的时间，提高了工作效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种细粒沉积促进剂在物理沉积模拟实验中的应用，其特征在于，所述细粒沉积促进剂包括聚合氯化铝和阳离子聚丙烯酰胺；
所述聚合氯化铝的应用浓度为800～1500ppm，所述聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺的应用浓度比为10。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)沉积实验每轮沉积期结束后，根据实验水池中的水量，按照聚合氯化铝的浓度为800～1500ppm，聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺的应用浓度比为10，计算PAC及CPAM的投加量，分别记为Ng和0.1Ng；
(2)用水分别将Ng的PAC和0.1Ng的CPAM溶解，搅拌，得到PAC溶液和CPAM溶液；
(3)将步骤(2)所得PAC溶液和CPAM溶液于每轮实验结束后喷洒入实验水池中，从下游向上游喷洒，先喷入PAC溶液，之后再喷入CPAM溶液，促进细粒沉积。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌时间为15分钟。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤(3)中，喷入PAC溶液5分钟后喷入CPAM溶液。
5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤(2)中所采用的水及步骤(3)中所述实验水池中的水的pH均为7～8，温度均为5～40℃。
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