[发明专利]低渗、超低渗三维填砂模型制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别涉及一种油田开发室内实验研究中用于低渗、超低渗三维填砂模型的制作方法。

背景技术

人造三维物理模型是进行油田开发室内试验的重要手段之一,要求模型能真实反映油层的骨架结构,这样才能更好地了解流体在油层中的运动过程和变化规律。模型的孔隙度、渗透率、孔隙分布等是模型最基本最重要的参数,只有保证这些参数尽量做到与实际油层相似,才能在室内有效模拟油藏的实际情况。笔者用制作的三维模型研究了平面上、纵向上的非均质性对注水开发后剩余油分布特性的影响,同时探索了剩余油不同的开采方式,并用数值模拟方法研究了油藏在考虑重力、毛管力、非均质性影响下剩余油的分布情况。

国内外关于油田开发实验的物理模型，大致可分为三种，即静态模型、二维线性模型和三维动态物理实验模型。

静态模型：相当于对油藏在特定时间和条件下静态饱和度及孔隙结构特征的模拟，如铸体薄片分析、残余油及结垢形态分析等。

二维线性模型：相当于一般的短岩心、长岩心实验，是对油藏储层油、气、水线性渗流特征的模拟研究。

三维油藏物理实验模型：是一种更完善的几何模型，可用于模拟油藏实际生产过程中径向流的渗流特征，可进行注采参数优化、布井方式、饱和度场、流量场及压力场分布研究。

中国石油大学(北京)李中锋等人利用试验模型采用不同目数的刚玉砂按一定比例配制,经高压27MPa压制、高温烧结而成,整个模型用环氧树脂浇铸密封，模型单层高渗层的渗透率为908×10^-3um²,低渗层的渗透率为426×10^-3um²,孔隙度分布范围30.9～31.4％。其模型规格:250mm×150mm×20mm，大庆石油学院张玉亮等人用在实验中利用的物理模型是由石英砂经环氧树脂胶结而成。石英砂经硅油处理,具有弱亲油性质。模型为30cm×30cm×4.5cm,沿纵向从上到下分为低、中、高3个渗透性层段,按非均质、正韵律、渗透率变异系数,平均渗透率1.50um²。大庆油田有限责任公司张东等人申请一种人造岩心的制作方法专利(公开号：CN101798921A)，其制作岩心中加入胶结剂环氧树脂，完成后进行烧结和固化。中国专利公开号：CN102305735A，提供了一种“中渗透砂岩模拟岩心及其制备方法”。

综上这些研究，在制作模型过程中，普遍存在平均渗透率高，使用的胶结物为树脂，制作过程要对模型进行烧结或者胶结处理，模型制作工艺复杂，而且一旦固结即为一次性产品，不能真实反应油藏特性。长庆油田目前80％的原油产量为低渗透油藏，长庆低渗透储层岩石致密、孔隙小、粘土含量高，油水在其中的流动受粘土矿物成分等因素影响很大。而一般人造石英砂模型不含粘土矿物，致使模型与真实储层表面性质差别很大，不能用于对低渗储层进行模拟。因此，研制低渗仿真物理模型岩石意义重大。

低渗的根源是孔喉半径小或连通孔隙少，根据长庆油田典型岩心的矿物质组成和典型岩心的常规物性参数(孔隙度、渗透率、润湿性、甚至压汞曲线)，研究方向以此思路为主线展开。另，地下岩石是在地质历史演化中经历各种成岩作用因素的影响、作用下形成的，因此在制作过程中不能忽视相关成岩作用因素。

发明内容

本发明的目的是：提供一种低渗、超低渗三维填砂模型制作方法，制作出符合低渗透油藏在渗透率、孔吼结构、岩石胶结物方面特征的模型，并能减少制作工艺流程，尽可能使模型还原实际岩心。

本发明采用的技术方案是：低渗、超低渗三维填砂模型制作方法，

一、用于低渗、超低渗三维填砂模型制作方法的原料包括：

1、石英砂：所述的石英砂分为0.5～1mm、1～2mm、2～4mm、4～8mm和8～16mm五种规格。

2、胶结物：所述的胶结物为石墨粉、煤粉、云母粉(500目和800目)一种或多种。

用于低渗、超低渗三维填砂模型制作的组分重量百分比：

石英砂(粒度：0.5～1mm)：10～20％；

石英砂(粒度：1～2mm)：13～15％；

石英砂(粒度：2～4mm)：5～12％；

石英砂(粒度：4～8mm)：6～8％；

石英砂(粒度：8～16mm)：1～2％；

石墨粉：15～18％；

煤粉(粒度：20～50um)：3～10％

云母粉(粒度：500目)：5～12%

云母粉(粒度：800目)：10～20%