[发明专利]一种用于实验教学的低成本砂岩人造岩心的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域中岩心的制作方法，是一种实验教学的低成本砂岩人造岩心的制作方法。

背景技术

岩心物理测试模拟实验是油田勘探开发过程中极为重要的科学研究手段之一，常用于获得油藏的基本物性参数，指导油藏开采过程中遇到的问题，尤其是有助于提高油气采收率的机理研究。目前，人造岩心制作方法主要有石英砂环氧树脂胶结、石英砂或玻璃球充填和石英砂磷酸铝烧结等几种，其中石英砂磷酸铝烧结法制作岩心的重复性差，石英砂或玻璃球充填模型不含胶结物，其孔隙尺寸、孔隙结构等方面与天然岩心差别较大，这两种岩心的应用受到限制；石英砂环氧树脂胶结岩心的岩石孔隙尺寸和结构特征与天然岩心相近，然而制备、操作方式的复杂，以及原料来源的限制，使得难以大范围推广于室内试验及实验教学当中。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明的目的是研制出一种用于实验教学的低成本砂岩人造岩心的制作方法。该制作方法简单、安全、易于操作、材料来源广泛；制作的砂岩储层人造岩心不仅具有天然岩心的孔隙特征和渗透特性，而且还可以大范围的推广。

本发明的技术方案是：一种用于实验教学的低成本砂岩人造岩心的制作方法步骤如下：

A、选择合适介质作为制作所述人造岩心的材料；

B、砂粒粒径和胶结物含量作为岩心物理性质的两个主要因素，通过控制两个因素制备不同渗透率、孔隙度的人造岩心；

C、使用标准检验筛筛选适当粒径的石英砂作为岩石骨架，然后用天平分别称取一定质量的砂粒和硅酸盐水泥；

D、将砂粒与硅酸盐水泥混合，搅拌过程中将蒸馏水混加入其中，直至三者混合均匀，直至达到没有明显的水分渗出，并且将混合物捏实，不会松散的效果；

E、将混合物装入模具并置于岩心制备器上，然后施加23MPa以上的压力24h，使胶结物与砂粒、水分充分胶结；

F、取出岩样，并将岩样置于高温干燥箱在108℃下加热干燥4～6h；

G、取出干燥样品，将其切割成标准试验样品(Φ25×100mm)；

H、将标准试验样品的人造岩心用于不同物理性质的测试实验。

依据本发明提出的砂岩人造岩心，包括如下组分，其中各组分以质量百分含量计算:

硅酸盐水泥45％～60％；

普通石英砂27％～35％；

蒸馏水：13％～20％；

前述的砂岩人造岩心，所述砂粒的粒径为0.28mm(60目)～1.5mm(13目)；

更进一步讲，前述的砂岩人造岩心，所述粘土矿物为硅酸盐水泥。

更进一步讲，前述的砂岩人造岩心，所述水为蒸馏水，减少水中离子对岩心性质的影响；

借由上述技术方案，本发明一种用于实验教学的低成本砂岩人造岩心及其制备方法具有下列优点：采用的硅酸盐水泥作为胶结物的人造岩心的制备方法和工艺简单易操作，可重复性和成功率都高，在反复实验中获得了影响人造岩心渗透率的控制主次因素，通过控制人造岩心砂粒粒径和沙灰比例这两个主要的影响因素来控制岩心渗透率，可以得到不同实验要求的人造岩心，亦可以将其大量的运用于普通实验教学中。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下为本发明的较佳实施案例详细说明如下。

附图说明

图1是岩心夹具纵向剖面图；

其中图中，1.内六角螺栓，2.岩心样品，3.岩心夹具，4.垫片，5.螺孔，6.夹具底座；

图2是岩心夹具横向剖面；

其中图中，1.内六角螺栓，2.岩心样品，3.岩心夹具；

图3是岩心样品。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明从而达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的砂岩人造岩心及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

实施案例1

本发明涉及的砂岩人造岩心，包括如下组分，其中各组分以质量百分含量计算，

硅酸盐水泥57％；

普通石英砂28％；

蒸馏水：15％；

砂岩人造岩心的制备方法，包括如下步骤：

用60目的标准筛筛选的石英砂作为岩石骨架，与胶结剂、蒸馏水均匀混合；

将混合物装入模具，施加23MPa以上的压力24h，使得胶结物与砂粒、水分充分胶结；取出岩样置于高温干燥箱于108℃加热4～6h；

取出干燥样品并将其切割为标准试验样品(Φ25×100mm)；