人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，包括水濕控制方法和油濕控制方法。在水濕控制過程中，向固化劑中添加一種水溶性非離子型表面活性劑OP?10，并控制其添加量，使得所制作的人造礫巖巖芯的潤(rùn)濕性由中性偏親油性向親水性轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到控制人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的目的。在油濕控制過程中，將不同等級(jí)的河沙與石英砂混合，經(jīng)過硅油處理，再經(jīng)過攪拌、揮發(fā)、烘干等一系列操作后使所制作的人造礫巖巖芯呈現(xiàn)弱親油性。本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，操作簡(jiǎn)單，成本低，效率高，穩(wěn)定性好，吸附性好，潤(rùn)濕控制精度高，所制作的人造礫巖巖芯接近于天然巖芯，適用于石油行業(yè)室內(nèi)驅(qū)油物理模擬實(shí)驗(yàn)，模擬結(jié)果更加真實(shí)可靠，更符合實(shí)際情況。
【專利說明】
人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于石油勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 室內(nèi)物理模擬采用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕菐r芯模型。由于天然取芯存在流程復(fù)雜、難 度大、成本高等問題，所以目前通常選用人造巖芯代替天然巖芯進(jìn)行室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)。基 于天然巖芯成因的復(fù)雜性，在制作人造巖芯時(shí)，無(wú)法模擬天然巖芯的復(fù)雜成因而達(dá)到與天 然巖芯接近的非均質(zhì)性，此外常規(guī)人造巖芯的孔喉結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)及潤(rùn)濕性質(zhì)單一，不能很 好的接近天然巖芯，因此人造巖芯不能準(zhǔn)確有效地代替天然巖芯進(jìn)行室內(nèi)物理模擬研究。
[0003] 申請(qǐng)公布號(hào)為CN103910514A的發(fā)明專利公開了一種人造礫巖巖芯及其制備方法， 該人造礫巖巖芯中各組分的重量百分比為:粘土2-15%、膠結(jié)物5-25%、河沙20-50 %以及 石英砂30-60% ;該人造礫巖巖芯的制備方法為:將配方量的各原料混合;將混合物注入模 具中，并對(duì)其施加一定壓力壓制巖芯;將壓制好的巖芯進(jìn)行烘干固化;將固化后得到的巖芯 用KC1無(wú)機(jī)鹽水浸泡，烘干冷卻至室溫，得到人造礫巖巖芯。該發(fā)明專利的技術(shù)方案可從孔 喉結(jié)構(gòu)、分布及巖芯表面性質(zhì)方面解決現(xiàn)有技術(shù)的人造巖芯與天然巖心相比相似性差的問 題，但是并沒有解決有關(guān)人造巖芯潤(rùn)濕性難于控制的問題。
[0004] 在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際開發(fā)過程中，化學(xué)助劑對(duì)于提高原油采收率具有重要作用，在不同 的開發(fā)階段巖石的潤(rùn)濕性也會(huì)產(chǎn)生變化。如何將人造巖芯從潤(rùn)濕性的角度近似模擬油藏巖 石的條件，是進(jìn)行各項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更是石油行業(yè)采用室內(nèi)物理模擬技術(shù)研究驅(qū) 油機(jī)理的重要前提，然而目前對(duì)人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性控制方法的研究少之又少，且存在一 些難以解決的問題。對(duì)于水濕控制而言，在配置潤(rùn)濕劑的過程中單相微乳液需要與表面活 性劑、交聯(lián)劑等進(jìn)行預(yù)處理，操作和配置工藝復(fù)雜，微乳液在高溫下極不穩(wěn)定，易發(fā)生降解； 對(duì)于油濕控制而言，潤(rùn)濕劑聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚乙烯在控制微觀玻璃模型方 面優(yōu)勢(shì)突出，具有良好的控制潤(rùn)濕角的能力，但是在控制人造礫巖巖芯的潤(rùn)濕性方面卻不 盡人意，一是砂體顆粒對(duì)潤(rùn)濕劑產(chǎn)生吸附，降低潤(rùn)濕劑效果，二是在制作人造礫巖巖芯過程 中，砂體顆粒及膠結(jié)劑需要在高溫下處理和壓制，然而這三種潤(rùn)濕劑在高溫下穩(wěn)定性極差。 因此，急需開發(fā)一種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，考慮穩(wěn)定性、砂體吸附及潤(rùn)濕性控制 精度等因素，更好地解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方 法，包括水濕控制方法和油濕控制方法，其目的在于:通過選擇適宜的潤(rùn)濕劑，以及在潤(rùn)濕 控制過程中綜合考慮穩(wěn)定性、砂體吸附和潤(rùn)濕性控制精度等因素，以實(shí)現(xiàn)人造礫巖巖芯潤(rùn) 濕性的精確控制，減小與天然巖芯的差別。
[0006] 本發(fā)明提供一種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，按照先后順序包括以下步驟：
[0007] 步驟一:采用振篩機(jī)篩取粘土和不同粒徑的河沙與石英砂，并將三種物質(zhì)按一定 的重量百分比混合均勻，得到砂體；
[0008] 步驟二:將固化劑放入恒溫箱中加熱；
[0009] 步驟三:將潤(rùn)濕劑加入加熱后的固化劑中，并攪拌使其充分溶解，再將溶解后的物 質(zhì)加入丙酮中，得到含有潤(rùn)濕劑的混合物；
[0010] 步驟四：將含有潤(rùn)濕劑的混合物加入砂體中，再加入環(huán)氧樹脂和增韌劑，并攪拌、 過篩，得到具有潤(rùn)濕性的砂體；
[0011] 步驟五:將具有潤(rùn)濕性的砂體裝入巖芯模具中，通過液壓機(jī)壓制成人造礫巖巖芯， 再將人造礫巖巖芯放入烘箱內(nèi)固化，并自然冷卻至室溫，得到具有潤(rùn)濕性的人造礫巖巖芯。
[0012] 除河沙、石英砂的表面性質(zhì)外，膠結(jié)物的表面性質(zhì)同樣對(duì)人造礫巖巖芯的潤(rùn)濕性 起著重要作用。在本發(fā)明的水濕控制過程中，河沙和石英砂不需要預(yù)處理，在固化劑中添加 一定量的潤(rùn)濕劑以顯著改變所制作的人造礫巖巖芯的潤(rùn)濕性。通過大量實(shí)驗(yàn)研究，最終確 定了一種水溶性非離子型表面活性劑0P-10作為潤(rùn)濕劑，并控制其添加量，使得所制作的人 造礫巖巖芯的潤(rùn)濕性由中性偏親油性向親水性轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到控制人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的 目的。
[0013] 步驟三中，潤(rùn)濕劑、固化劑、丙酮的添加順序很關(guān)鍵，先將潤(rùn)濕劑加入固化劑中，再 將二者的混合物加入丙酮中。由于固化劑起膠結(jié)作用，將其加入砂體中，首先能夠在砂體顆 粒的表面包覆一層，所以先把潤(rùn)濕劑加入固化劑中，這樣固化劑又起到溶劑的作用，將潤(rùn)濕 劑溶解在其中。當(dāng)潤(rùn)濕劑與固化劑溶解后的混合物加入砂體中時(shí)，固化劑首先在砂體顆粒 的表面包覆一層，與此同時(shí)潤(rùn)濕劑也在砂體顆粒的表面包覆一層，固化劑幫助潤(rùn)濕劑附著 在砂體顆粒的表面上。
[0014] 步驟五中，將砂體裝入巖芯模具后，用刮砂板將砂體均勻分布，然后將裝滿砂體的 模具放置在液壓機(jī)下，緩慢升壓至14-83個(gè)大氣壓，穩(wěn)壓15min，泄壓;將壓制好的巖芯放置 在烘箱內(nèi)，在85°C條件下恒溫固化6-8h，關(guān)閉烘箱電源，自然冷卻至室溫;使用取芯鉆頭和 切割機(jī)制作不同形狀的巖芯。
[0015] 優(yōu)選的是，步驟一中，河沙的粒徑為2-4mm和2-4目；石英砂的粒徑為40-60目、60-100目、100-200目和大于200目。通過振篩機(jī)篩砂，一方面可以借助機(jī)械力與砂粒之間的磨 剝力去除河沙、石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)物及泥性雜質(zhì)礦物等，進(jìn)一步磨碎未成單體的礦 物集合體，另一方面可以過濾掉粒徑較大的河沙、石英砂顆粒，并經(jīng)過分級(jí)處理達(dá)到進(jìn)一步 提純河沙、石英砂的效果。
[0016] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述2-4mm河沙、2-4目河沙、40-60目石英砂、60-100 目石英砂、100-200目石英砂、大于200目石英砂和粘土的重量百分比分別為1 %、10 %、 25%、20%、30%、10% 和 4%。
[0017] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟二中，固化劑的加熱溫度為100-110°C、加熱時(shí) 間為2_3h。
[0018] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑構(gòu)成膠結(jié)物。
[0019] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑分別為所述膠結(jié)物 總重量的7%、63%和20%。
[0020] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述固化劑為乙二胺，所述增韌劑為鄰苯二甲酸二 丁酯。
[0021 ]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述潤(rùn)濕劑為河沙、石英砂和粘土混合后砂體總重 量的 0.3-1.0%。
[0022]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述潤(rùn)濕劑為水溶性非離子型表面活性劑0P-10。非 離子型表面活性劑0P-10的中文名稱為烷基酚聚氧乙烯醚，白色及乳白色糊狀物，l〇〇°C時(shí) 的粘度為41±10mPa · S，閃點(diǎn)大于250°C，HLB值范圍為13-14.5,在較寬的PH值范圍和溫度 范圍內(nèi)都很穩(wěn)定，耐酸堿，且抗硬水能力強(qiáng)，可與陰、陽(yáng)離子表面活性劑配伍，是性能良好的 非離子表面活性劑。由于0P-10的非極性基團(tuán)很長(zhǎng)，所以疏水能力強(qiáng)，而親水基團(tuán)夾在碳?xì)?鏈中，醚基的親水能力弱，所以使0P-10具有非常好的水溶性。
[0023] 本發(fā)明還提供一種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，按照先后順序包括以下步 驟：
[0024] 步驟一:采用振篩機(jī)篩取粘土和不同粒徑的河沙與石英砂，將河沙與石英砂混合 均勻，再稱取粘土、河沙和石英砂總重量三分之一的河沙與石英砂混合物進(jìn)行后續(xù)操作，剩 余的河沙與石英砂混合物備用；
[0025]步驟二：將硅油稀釋，再將稀釋后的硅油加入稱取的三分之一的河沙與石英砂混 合物中攪拌均勻，室溫下?lián)]發(fā)；
[0026]步驟三:將揮發(fā)后的河沙與石英砂混合物放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中加熱，恒溫烘干， 得到具有潤(rùn)濕性的河沙與石英砂混合物；
[0027]步驟四：將具有潤(rùn)濕性的河沙與石英砂混合物加入粘土和備用的三分之二的河沙 與石英砂混合物中攪拌均勻，再加入固化劑、環(huán)氧樹脂、增韌劑和丙酮，并攪拌、過篩，得到 混合物；
[0028]步驟五:將混合物裝入巖芯模具中，通過液壓機(jī)壓制成人造礫巖巖芯，再將人造礫 巖巖芯放入烘箱內(nèi)固化，并自然冷卻至室溫，得到具有潤(rùn)濕性的人造礫巖巖芯。
[0029]將不同等級(jí)的河沙、石英砂混合后，經(jīng)過硅油處理，再經(jīng)過攪拌、揮發(fā)、烘干等一系 列操作后使所制作的人造礫巖巖芯呈現(xiàn)弱親油性。
[0030] 步驟五中，將砂體混合物裝入巖芯模具后，用刮砂板將砂體均勻分布，然后將裝滿 砂體的模具放置在液壓機(jī)下，緩慢升壓至14-83個(gè)大氣壓，穩(wěn)壓15min，泄壓;將壓制好的巖 芯放置在烘箱內(nèi)，在85°C條件下恒溫固化6-8h，關(guān)閉烘箱電源，自然冷卻至室溫;使用取芯 鉆頭和切割機(jī)制作不同形狀的巖芯。
[0031] 優(yōu)選的是，步驟一中，河沙的粒徑為2-4mm和2-4目；石英砂的粒徑為40-60目、60-100目、100-200目和大于200目。通過振篩機(jī)篩砂，一方面可以借助機(jī)械力與砂粒之間的磨 剝力去除河沙、石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)物及泥性雜質(zhì)礦物等，進(jìn)一步磨碎未成單體的礦 物集合體，另一方面可以過濾掉粒徑較大的河沙、石英砂顆粒，并經(jīng)過分級(jí)處理達(dá)到進(jìn)一步 提純河沙、石英砂的效果。
[0032] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述2-4mm河沙、2-4目河沙、40-60目石英砂、60-100 目石英砂、100-200目石英砂、大于200目石英砂和粘土的重量百分比分別為1 %、10 %、 25%、20%、30%、10% 和 4%。
[0033]在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟二中，硅油的重量為粘土、河沙和石英砂總重量 三分之一的1 %。
[0034]在上述任一方案中優(yōu)選的是，用石油醚稀釋硅油，石油醚的重量為硅油重量的20 倍。石油醚易于揮發(fā)，溶解性好，用石油醚做溶劑，硅油溶解的快，且溶解充分均勻。
[0035]在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟二中，揮發(fā)時(shí)間至少為20h。本發(fā)明的油濕控制 方法中，將硅油浸泡于石油醚中，使其充分溶解，再加入河沙與石英砂混合物中，此時(shí)硅油 和砂體都溶解在石油醚中，硅油包覆在砂體顆粒上，石油醚需完全揮發(fā)掉，使得硅油與砂體 之間粘附的更充分緊密，潤(rùn)濕效果更顯著。
[0036]在上述任一方案中優(yōu)選的是，步驟三中，揮發(fā)后河沙與石英砂混合物的加熱溫度 為180-190°C、加熱時(shí)間為8-10h。本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)證明，該加熱溫度和加熱時(shí)間為河沙 和石英砂混合物的最佳烘干工藝，經(jīng)過該高溫、長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境烘干后，在后期巖芯潤(rùn)濕性處 理時(shí)能夠形成非常穩(wěn)定的硅油膜，進(jìn)而使人造巖芯的潤(rùn)濕性得到很好的控制。若加熱溫度 過高或過低、加熱時(shí)間過長(zhǎng)或過短，則形成的硅油膜都不穩(wěn)定，而且不耐高溫，潤(rùn)濕性很難 得到控制。
[0037] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑構(gòu)成膠結(jié)物。
[0038] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑分別為所述膠結(jié)物 總重量的7%、63%和20%。
[0039]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述固化劑為乙二胺，所述增韌劑為鄰苯二甲酸二 丁酯。
[0040] 本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，操作簡(jiǎn)單，成本低，效率高，穩(wěn)定性好， 吸附性好，潤(rùn)濕控制精度高，所制作的人造礫巖巖芯接近于天然巖芯，適用于石油行業(yè)室內(nèi) 驅(qū)油物理模擬實(shí)驗(yàn)，模擬結(jié)果更加真實(shí)可靠，更符合實(shí)際情況。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 為了更進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
，下面將結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0042] 實(shí)施例一：
[0043] 按照本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法的一實(shí)施例，按照先后順序包括以 下步驟：
[0044]步驟一:采用振篩機(jī)篩取粘土和不同粒徑的河沙與石英砂，并將三種物質(zhì)按一定 的重量百分比混合均勻，得到砂體；
[0045] 步驟二:將固化劑放入恒溫箱中加熱；
[0046] 步驟三:將潤(rùn)濕劑加入加熱后的固化劑中，并攪拌使其充分溶解，再將溶解后的物 質(zhì)加入丙酮中，得到含有潤(rùn)濕劑的混合物；
[0047] 步驟四：將含有潤(rùn)濕劑的混合物加入砂體中，再加入環(huán)氧樹脂和增韌劑，并攪拌、 過篩，得到具有潤(rùn)濕性的砂體；
[0048] 步驟五:將具有潤(rùn)濕性的砂體裝入巖芯模具中，通過液壓機(jī)壓制成人造礫巖巖芯， 再將人造礫巖巖芯放入烘箱內(nèi)固化，并自然冷卻至室溫，得到具有潤(rùn)濕性的人造礫巖巖芯。
[0049] 在本實(shí)施例的水濕控制過程中，河沙、石英砂不需要預(yù)處理，在固化劑中添加一定 量的潤(rùn)濕劑以顯著改變所制作的人造礫巖巖芯的潤(rùn)濕性。本實(shí)施例選用一種水溶性非離子 型表面活性劑0P-10作為潤(rùn)濕劑，并控制其添加量，使得所制作的人造礫巖巖芯的潤(rùn)濕性由 中性偏親油性向親水性轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到控制人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的目的。
[0050] 步驟一中，河沙的粒徑為4mm和4目；石英砂的粒徑為60目、100目、200目和220目。 所述4mm河沙、4目河沙、60目石英砂、100目石英砂、200目石英砂、220目石英砂和粘土的重 量百分比分別為1 %、10%、25%、20%、30%、10%和4%。通過振篩機(jī)篩砂，一方面可以借助 機(jī)械力與砂粒之間的磨剝力去除河沙、石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)物及泥性雜質(zhì)礦物等，進(jìn) 一步磨碎未成單體的礦物集合體，另一方面可以過濾掉粒徑較大的河沙、石英砂顆粒，并經(jīng) 過分級(jí)處理達(dá)到進(jìn)一步提純河沙、石英砂的效果。
[0051 ]步驟二中，固化劑的加熱溫度為100°C、加熱時(shí)間為3h。
[0052] 步驟三中，潤(rùn)濕劑、固化劑、丙酮的添加順序很關(guān)鍵，先將潤(rùn)濕劑加入固化劑中，再 將二者的混合物加入丙酮中。由于固化劑起膠結(jié)作用，將其加入砂體中，首先能夠在砂體顆 粒的表面包覆一層，所以先把潤(rùn)濕劑加入固化劑中，這樣固化劑又起到溶劑的作用，將潤(rùn)濕 劑溶解在其中。當(dāng)潤(rùn)濕劑與固化劑溶解后的混合物加入砂體中時(shí)，固化劑首先在砂體顆粒 的表面包覆一層，與此同時(shí)潤(rùn)濕劑也在砂體顆粒的表面包覆一層，固化劑幫助潤(rùn)濕劑附著 在砂體顆粒的表面上。
[0053] 步驟五中，將砂體裝入巖芯模具后，用刮砂板將砂體均勻分布，然后將裝滿砂體的 模具放置在液壓機(jī)下，緩慢升壓至14-83個(gè)大氣壓，穩(wěn)壓15min，泄壓;將壓制好的巖芯放置 在烘箱內(nèi)，在85°C條件下恒溫固化6-8h，關(guān)閉烘箱電源，自然冷卻至室溫;使用取芯鉆頭和 切割機(jī)制作不同形狀的巖芯。
[0054]所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑構(gòu)成膠結(jié)物。所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑分別 為所述膠結(jié)物總重量的7%、63%和20%。所述固化劑為乙二胺，所述增韌劑為鄰苯二甲酸 二丁酯。
[0055]所述潤(rùn)濕劑為水溶性非離子型表面活性劑0P-10,其加入量為河沙、石英砂和粘土 混合后砂體總重量的0.3%。非離子型表面活性劑0P-10的中文名稱為烷基酚聚氧乙烯醚， 白色及乳白色糊狀物，100 °C時(shí)的粘度為41 ± 10mPa · s，閃點(diǎn)大于250 °C，HLB值范圍為13-14.5,在較寬的PH值范圍和溫度范圍內(nèi)都很穩(wěn)定，耐酸堿，且抗硬水能力強(qiáng)，可與陰、陽(yáng)離子 表面活性劑配伍，是性能良好的非離子表面活性劑。由于0P-10的非極性基團(tuán)很長(zhǎng)，所以疏 水能力強(qiáng)，而親水基團(tuán)夾在碳?xì)滏溨?，醚基的親水能力弱，所以使0P-10具有非常好的水溶 性。0P-10購(gòu)買于北京化工廠。
[0056]本實(shí)施例的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，操作簡(jiǎn)單，成本低，效率高，穩(wěn)定性 好，吸附性好，潤(rùn)濕控制精度高，制作的人造礫巖巖芯接近于天然巖芯。
[0057] 實(shí)施例二：
[0058]按照本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法的另一實(shí)施例，其工藝步驟、原理 和有益效果等均與實(shí)施例一相同，不同的是:河沙的粒徑為2mm和2目；石英砂的粒徑為40 目、60目、100目和240目。所述2mm河沙、2目河沙、40目石英砂、60目石英砂、100目石英砂、 240目石英砂和粘土的重量百分比分別為1 %、10%、25%、20%、30%、10%和4%。固化劑的 加熱溫度為l〇5°C、加熱時(shí)間為2.5h;水溶性非離子型表面活性劑0P-10的加入量為河沙、石 英砂和粘土混合后砂體總重量的1.0%。
[0059] 實(shí)施例三：
[0060]按照本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法的另一實(shí)施例，其工藝步驟、原理 和有益效果等均與實(shí)施例一相同，不同的是:河沙的粒徑為3mm和3目；石英砂的粒徑為50 目、80目、150目和210目。所述3mm河沙、3目河沙、50目石英砂、80目石英砂、150目石英砂、 210目石英砂和粘土的重量百分比分別為1 %、10%、25%、20%、30%、10%和4%。固化劑的 加熱溫度為ll〇°C、加熱時(shí)間為2h;水溶性非離子型表面活性劑0P-10的加入量為河沙、石英 砂和粘土混合后砂體總重量的0.5%。
[0061 ] 實(shí)施例四：
[0062]按照本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法的另一實(shí)施例，其工藝步驟、原理 和有益效果等均與實(shí)施例一相同，不同的是:河沙的粒徑為2mm和4目；石英砂的粒徑為60 目、90目、120目和230目。所述2mm河沙、4目河沙、60目石英砂、90目石英砂、120目石英砂、 230目石英砂和粘土的重量百分比分別為1 %、10%、25%、20%、30%、10%和4%。固化劑的 加熱溫度為ll〇°C、加熱時(shí)間為3h;水溶性非離子型表面活性劑0P-10的加入量為河沙、石英 砂和粘土混合后砂體總重量的0.7%。
[0063] 實(shí)施例五：
[0064] 按照本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法的另一實(shí)施例，按照先后順序包括 以下步驟：
[0065] 步驟一:采用振篩機(jī)篩取粘土和不同粒徑的河沙與石英砂，將河沙與石英砂混合 均勻，再稱取粘土、河沙和石英砂總重量三分之一的河沙與石英砂混合物進(jìn)行后續(xù)操作，剩 余的河沙與石英砂混合物備用；
[0066]步驟二：將硅油稀釋，再將稀釋后的硅油加入稱取的三分之一的河沙與石英砂混 合物中攪拌均勻，室溫下?lián)]發(fā)；
[0067]步驟三:將揮發(fā)后的河沙與石英砂混合物放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中加熱，恒溫烘干， 得到具有潤(rùn)濕性的河沙與石英砂混合物；
[0068]步驟四：將具有潤(rùn)濕性的河沙與石英砂混合物加入粘土和備用的三分之二的河沙 與石英砂混合物中攪拌均勻，再加入固化劑、環(huán)氧樹脂、增韌劑和丙酮，并攪拌、過篩，得到 混合物；
[0069] 步驟五:將混合物裝入巖芯模具中，通過液壓機(jī)壓制成人造礫巖巖芯，再將人造礫 巖巖芯放入烘箱內(nèi)固化，并自然冷卻至室溫，得到具有潤(rùn)濕性的人造礫巖巖芯。
[0070] 將不同等級(jí)的河沙、石英砂混合后，經(jīng)過硅油處理，再經(jīng)過攪拌、揮發(fā)、烘干等一系 列操作后使所制作的人造礫巖巖芯呈現(xiàn)弱親油性。
[0071] 步驟一中，河沙的粒徑為4mm和4目；石英砂的粒徑為60目、100目、200目和220目。 所述4mm河沙、4目河沙、60目石英砂、100目石英砂、200目石英砂、220目石英砂和粘土的重 量百分比分別為1 %、10%、25%、20%、30%、10%和4%。通過振篩機(jī)篩砂，一方面可以借助 機(jī)械力與砂粒之間的磨剝力去除河沙、石英砂表面的薄膜鐵、粘結(jié)物及泥性雜質(zhì)礦物等，進(jìn) 一步磨碎未成單體的礦物集合體，另一方面可以過濾掉粒徑較大的河沙、石英砂顆粒，并經(jīng) 過分級(jí)處理達(dá)到進(jìn)一步提純河沙、石英砂的效果。
[0072]步驟二中，硅油的重量為粘土、河沙和石英砂總重量三分之一的1 % ;用石油醚稀 釋硅油，石油醚的重量為硅油重量的20倍;揮發(fā)時(shí)間為20h。本實(shí)施例的油濕控制方法中，將 硅油浸泡于石油醚中，使其充分溶解，再加入河沙與石英砂混合物中，此時(shí)硅油和砂體都溶 解在石油醚中，硅油包覆在砂體顆粒上，石油醚需完全揮發(fā)掉，使得硅油與砂體之間粘附的 更充分緊密，潤(rùn)濕效果更顯著。
[0073] 步驟三中，揮發(fā)后河沙與石英砂混合物的加熱溫度為180°C、加熱時(shí)間為10h。在此 溫度和時(shí)間下烘干后，在后期巖芯潤(rùn)濕性處理時(shí)能夠形成非常穩(wěn)定的硅油膜，進(jìn)而使人造 巖芯的潤(rùn)濕性得到很好的控制。
[0074] 步驟五中，將砂體混合物裝入巖芯模具后，用刮砂板將砂體均勻分布，然后將裝滿 砂體的模具放置在液壓機(jī)下，緩慢升壓至14-83個(gè)大氣壓，穩(wěn)壓15min，泄壓;將壓制好的巖 芯放置在烘箱內(nèi)，在85°C條件下恒溫固化6-8h，關(guān)閉烘箱電源，自然冷卻至室溫;使用取芯 鉆頭和切割機(jī)制作不同形狀的巖芯。
[0075] 所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑構(gòu)成膠結(jié)物。所述固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑分別 為所述膠結(jié)物總重量的7%、63%和20%。所述固化劑為乙二胺，所述增韌劑為鄰苯二甲酸 二丁酯。
[0076] 本實(shí)施例的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，操作簡(jiǎn)單，成本低，效率高，穩(wěn)定性 好，吸附性好，潤(rùn)濕控制精度高，制作的人造礫巖巖芯接近于天然巖芯。
[0077]實(shí)施例六：
[0078]按照本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法的另一實(shí)施例，其工藝步驟、原理 和有益效果等均與實(shí)施例五相同，不同的是:河沙的粒徑為2mm和2目；石英砂的粒徑為40 目、60目、100目和240目。所述2mm河沙、2目河沙、40目石英砂、60目石英砂、100目石英砂、 240目石英砂和粘土的重量百分比分別為1 %、10%、25%、20%、30%、10%和4%。石油醚揮 發(fā)后，河沙與石英砂混合物的加熱溫度為185°C、加熱時(shí)間為9h，在此溫度和時(shí)間下烘干后， 在后期巖芯潤(rùn)濕性處理時(shí)能夠形成非常穩(wěn)定的硅油膜，進(jìn)而使人造巖芯的潤(rùn)濕性得到很好 的控制。
[0079] 實(shí)施例七：
[0080] 按照本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法的另一實(shí)施例，其工藝步驟、原理 和有益效果等均與實(shí)施例五相同，不同的是:河沙的粒徑為3mm和3目；石英砂的粒徑為50 目、80目、150目和210目。所述3mm河沙、3目河沙、50目石英砂、80目石英砂、150目石英砂、 210目石英砂和粘土的重量百分比分別為1 %、10%、25%、20%、30%、10%和4%。石油醚揮 發(fā)后，河沙與石英砂混合物的加熱溫度為190°C、加熱時(shí)間為8h，在此溫度和時(shí)間下烘干后， 在后期巖芯潤(rùn)濕性處理時(shí)能夠形成非常穩(wěn)定的硅油膜，進(jìn)而使人造巖芯的潤(rùn)濕性得到很好 的控制。
[0081 ]利用Amott方法測(cè)定上述實(shí)施例制作的人造爍巖巖芯的潤(rùn)濕性，測(cè)定結(jié)果如表1所 示。從表1的數(shù)據(jù)可知，采用上述實(shí)施例的技術(shù)方案能夠很好地控制人造礫巖巖芯的潤(rùn)濕 性。
[0082] 表1人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的測(cè)定結(jié)果

[0084]^本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，本發(fā)明的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法包括上述本 發(fā)明說明書的
【發(fā)明內(nèi)容】
和【具體實(shí)施方式】部分的任意組合，限于篇幅并為使說明書簡(jiǎn)明而沒 有將這些組合構(gòu)成的各方案一一描述。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等 同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，按照先后順序包括以下步驟： 步驟一:采用振篩機(jī)篩取粘土和不同粒徑的河沙與石英砂，并將三種物質(zhì)按一定的重 量百分比混合均勻，得到砂體； 步驟二:將固化劑放入恒溫箱中加熱； 步驟三:將潤(rùn)濕劑加入加熱后的固化劑中，并攪拌使其充分溶解，再將溶解后的物質(zhì)加 入丙酮中，得到含有潤(rùn)濕劑的混合物； 步驟四：將含有潤(rùn)濕劑的混合物加入砂體中，再加入環(huán)氧樹脂和增韌劑，并攪拌、過篩， 得到具有潤(rùn)濕性的砂體； 步驟五:將具有潤(rùn)濕性的砂體裝入巖芯模具中，通過液壓機(jī)壓制成人造礫巖巖芯，再將 人造礫巖巖芯放入烘箱內(nèi)固化，并自然冷卻至室溫，得到具有潤(rùn)濕性的人造礫巖巖芯。2. 如權(quán)利要求1所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:步驟一中，河沙 的粒徑為2-4mm和2-4目；石英砂的粒徑為40-60目、60-100目、100-200目和大于200目。3. 如權(quán)利要求2所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:所述2-4mm河沙、 2-4目河沙、40-60目石英砂、60-100目石英砂、100-200目石英砂、大于200目石英砂和粘土 的重量百分比分別為1 %、1 〇%、25%、20%、30%、10%和4%。4. 如權(quán)利要求1所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:步驟二中，固化 劑的加熱溫度為100-110 °C、加熱時(shí)間為2-3h。5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:所述 固化劑、環(huán)氧樹脂和增韌劑構(gòu)成膠結(jié)物。6. 如權(quán)利要求5所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:所述固化劑、環(huán) 氧樹脂和增韌劑分別為所述膠結(jié)物總重量的7%、63%和20%。7. 如權(quán)利要求6所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:所述固化劑為乙 二胺，所述增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯。8. 如權(quán)利要求5所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:所述潤(rùn)濕劑為河 沙、石英砂和粘土混合后砂體總重量的0.3-1.0%。9. 如權(quán)利要求8所述的人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，其特征在于:所述潤(rùn)濕劑為水 溶性非離子型表面活性劑OP-IO。10. -種人造礫巖巖芯潤(rùn)濕性的控制方法，按照先后順序包括以下步驟： 步驟一:采用振篩機(jī)篩取粘土和不同粒徑的河沙與石英砂，將河沙與石英砂混合均勻， 再稱取粘土、河沙和石英砂總重量三分之一的河沙與石英砂混合物進(jìn)行后續(xù)操作，剩余的 河沙與石英砂混合物備用； 步驟二：將硅油稀釋，再將稀釋后的硅油加入稱取的三分之一的河沙與石英砂混合物 中攪拌均勻，室溫下?lián)]發(fā)； 步驟三:將揮發(fā)后的河沙與石英砂混合物放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中加熱，恒溫烘干，得到 具有潤(rùn)濕性的河沙與石英砂混合物； 步驟四：將具有潤(rùn)濕性的河沙與石英砂混合物加入粘土和備用的三分之二的河沙與石 英砂混合物中攪拌均勻，再加入固化劑、環(huán)氧樹脂、增韌劑和丙酮，并攪拌、過篩，得到混合 物； 步驟五:將混合物裝入巖芯模具中，通過液壓機(jī)壓制成人造礫巖巖芯，再將人造礫巖巖 芯放入烘箱內(nèi)固化，并自然冷卻至室溫，得到具有潤(rùn)濕性的人造礫巖巖芯。
【文檔編號(hào)】C04B20/10GK105884256SQ201610191484
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】孔德彬, 李宜強(qiáng), 袁靖舒, 李斌會(huì), 馬瑞程
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)