[发明专利]一种含甲烷水合物的岩心样品压制方法

摘要

本发明公开了一种含甲烷水合物的岩心样品压制方法，首先确定实际物理模型基本特征，进行沉积物复配，沉积物预处理，水合物与沉积物低温搅拌混合，人工岩心压制，最后进行岩心脱模。本发明的有益效果是能够较好地保证所压制含甲烷水合物的岩心样品的基本特征与目标储层基本一致。

主权项

1.一种含甲烷水合物的岩心样品压制方法，其特征在于按照以下步骤进行：(1)确定实际物理模型基本特征：①参照目标水合物储层中水合物的特征，建立目标储层的概念模型；水合物的特征包括水合物的分布状态，水合物饱和度，沉积物骨架的孔隙度、粒度及矿物组成；②依照目标储层的孔隙度及水合物饱和度，确定所需水合物的量；(2)沉积物复配：①依照目标水合物储层中的特征，准备与目标储层沉积物相关特征相同或相似的人工沉积物；②按照相应比例，采用桌面称分别称取相应重量的不同组分沉积物；(3)沉积物预处理：①采用去离子水，将沉积物冲洗2～3次，主要清除沉积物中含有的杂质；②将冲洗后的沉积物置于烘箱中烘干；③将烘干后的沉积物置于混合搅拌装置内，将各组分沉积物搅拌混合均匀；(4)水合物与沉积物低温搅拌混合：①将混合搅拌装置置于-30℃低温室内；②将混合搅拌装置中搅拌装置冷却夹套中注入液氮降低物料箱及其中沉积物的温度以防止水合物分解；③待物料箱充分冷却后将纯水合物样品置于物料箱中与沉积物混合；④开始搅拌直至水合物与沉积物混合均匀；⑤将混合均匀的含水合物沉积物从物料箱中取出并置于液氮中保存；(5)人工岩心压制：①将岩心压制设备置于-30℃低温室内；②采用的岩心模具为对开方式，便于岩心样品制作完成后脱模；③将岩心压制模具对接后旋紧固定螺丝；④将起固定保护作用的压紧机构紧贴模具安装并锁紧；⑤将压制装置冷却夹套与模具和压紧机构紧贴并安装固定；⑥将衬套紧贴模具内壁放置；⑦从液氮入口向模具的外层保温夹套内注满液氮，使得压制模具温度降低以防止压样过程中水合物发生分解；⑧将冷冻并混合均匀的含水合物沉积物填入模具内：气体水合物与沉积物的混合方式根据目标水合物储层中气体水合物分布特征确定，对于分散状水合物将水合物与沉积物充分混合后填装，对于层状分布水合物根据需要分层填装沉积物和水合物，对于砾状或核状分布水合物将水合物制备成大小合适的水合物球或块埋于沉积物中；⑨根据目标水合物储层的埋深、压实程度特征，通过岩心压制装置设置实验所需的压制压力和压制时间；⑩通过振动装置控制器开启振动器；⑪开启液压系统控制器，在振动器配合下，通过压柱对含水合物沉积物同时振动和压实，能使得岩心压制得更为紧实；(6)岩心脱模：①岩心压制结束后，将压柱退回初始位置，关闭振动控制器；②依次快速拆除压制装置冷却夹套、压紧机构和模具；③小心取出裹有衬套的岩心，并迅速将样品用锡箔纸包裹后置于液氮中保存，岩心压制完成；所述岩心压制装置包括5个系统，分别为模具主体、液压系统、电器控制、冷却系统和振动系统；液压系统由压制装置电机，油泵，油马达，液压油罐，压柱组成；其中油泵分别连接压制装置电机、油马达和液压油罐，液压系统最大行程250mm，输入功率为1.5kW，最大推力/拉力为60kN，推速/拉速为18mm/s；电器控制由液压装置控制器和振动装置控制器组成，主要执行液压系统和振动系统电动器件的控制，包括液压泵提升、压实和振动；振动系统采用内置式振动器，直接安装在压柱内，震动和压实同时进行，使样品更能压得更致密些，振动器激振力为10-80kN，振动频率为47.5Hz-50Hz；模具主体包括模具和衬套，模具分体式设计，模具中放衬套从而调节岩心的大小；冷却系统包括压制装置冷却夹套和压紧机构，压紧机构采用对开、搭扣设计，紧贴模具；压制装置冷却夹套固定在压紧机构立柱，同时紧贴模具上；通过液氮入口向压制装置冷却夹套注入液氮进行冷却；压制装置冷却夹套采用对开方式，内部采用螺旋式结构，使冷却液充分与样品柱接触保持制冷温度。