[发明专利]一种半胶结人造岩心模型及其填砂装置和方法

权利要求书

1.一种半胶结人造填砂管岩心模型，其特征在于：由透明有机玻璃管、中部石英砂填充区和两端砂粒胶结区构成；其构成和功能如下：

(1)透明有机玻璃管的尺寸为外直径25mm、长度6-10cm，首先它提供一个管状的内部空间作为构建该岩心孔隙结构的主体；其次该有机玻璃管的尺寸符合常规岩心夹持器的使用尺寸，与现有的驱替系统兼容；最后它可以作为保护内部孔隙结构的外壳，加围压时，岩心夹持器中的橡胶套紧贴在玻璃管的外壁，避免了对内部结构的挤压；

(2)中部石英砂填充区是将不同粒径的石英砂在填砂装置中填入形成，该区域占据了整个岩心的大部分体积，控制着岩心的物性参数；

(3)两端砂粒胶结区由粗砂与环氧树脂AB胶在有机玻璃管的两端固结形成，具有过滤作用，驱替过程中避免了中部填砂区微小砂粒随着流体流动排出；紧紧地与中部石英砂填充区结合在一起，使控制岩心物性参数的中部石英砂填充区的砂粒被牢牢地固定住，避免了砂粒的移动；环氧树脂AB胶的胶结温度和胶结时间适合操作，胶结力强，用量很少，并且该胶可以在酸性的过氧化物热溶液中被破胶溶解，依此原理回收有机玻璃管，进一步降低制作成本；装置由手动水力加压泵、泄压阀、压力表、固定支架、实心螺纹铁杆和一端开口的具塞中间容器组成，该装置的制作方法包括以下步骤：

(1)制作固定支架，固定支架包括上固定铁板和下固定铁板，铁板之间通过一定长度的铁杆相连；

(2)在上固定铁板钻取与上述岩心模型内直径相同的螺纹钻孔，同时选取该直径的实心螺纹铁杆作为压实岩心的压实棒，该压实棒可以旋转进出，要求与岩心接触一端的压实棒没有螺纹，接触面平整；

(3)制作一个一端开口的具塞中间容器作为压实岩心的加压装置，容器的内直径略大于上述岩心模型的外直径，开口端朝上与压实棒相对，中间容器的另一端与下固定铁板固定，并且中间容器的该端最底部留有出水口；

(4)上述步骤(3)中的中间容器的出水口依次与压力表、泄压阀、手动水力加压泵通过高压管线相联，则该装置制作完成；该装置的使用方法包括以下步骤：

(1)取一支外径为25mm，内径为21mm，壁厚为2mm的有机玻璃管，用专用的切割刀具切割成实验需求的长度，将切口打磨平整；

(2)将整个装置放入60℃烘箱中，将粒径较粗的石英砂和环氧树脂AB胶按照一定的比例混合均匀作为胶结砂，填入有机玻璃管的一端，放入填砂装置后，旋转压实棒推进，用手动水力加压泵给中间容器的下部空间注水加压，直至所需要的压力，并维持一定时间，胶结区的厚度根据实验要求确定；

(3)打开泄压，反向旋转压实棒退出，填入中部填砂区所需要的石英砂，依次分段填砂压实；

(4)当填砂距管口一定厚度时，再填入步骤(2)中的胶结砂，压实，将整个装置和岩心放入60℃烘箱中至完全固结；

(5)取出岩心，放入60℃烘箱中完全烘干后，模型填制完成；使用时，将模型看作是标准岩心，填入岩心夹持器中使用即可。