用于疏松地層損害評價的人造巖心及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種用于疏松地層損害評價的人造巖心及其制作方法，所述人造巖心包括有鋼筒，鋼筒內(nèi)填充并壓設(shè)有巖心粉，鋼筒兩端分別覆蓋有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)外側(cè)壓設(shè)有與鋼筒端部固定連接的環(huán)套。本發(fā)明用于疏松地層損害評價的人造巖心，將天然巖心粉碎、研磨、過篩后，填充并壓設(shè)在一鋼筒內(nèi)，用篩網(wǎng)和環(huán)套將鋼筒兩端固定；該人造巖心不用膠接劑，采取常溫壓制，能保存天然巖心的原始組份，保持各組分的活力，能實際模擬天然儲層，并真實反映儲層損害情況；能夠滿足疏松地層損害評價實驗及其評價結(jié)果的準確性。
【專利說明】用于疏松地層損害評價的人造巖心及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于ー種巖心及其制作方法，尤其涉及一種用于疏松地層損害評價的人造巖心及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在巖心物模已經(jīng)成為油田開發(fā)過程中科學研究的重要手段之一，儲層損害評價所用巖心一般都是天然巖心，但是天然巖心有時很難取到，對于疏松地層，從巖心的準備、切割、飽和及滲透率測定、滲透率損害率評價等方面都存在許多困難；而在油田的勘探開發(fā)與生產(chǎn)中，許多問題的解決都需要進行巖心流動實驗。
[0003]目前的人造巖心制作方法主要有石英充填而成、磷酸鋁石英燒結(jié)、環(huán)氧樹脂壓制膠接法及各種膠接劑膠結(jié)法。高溫燒結(jié)通常會破壞巖心原始組份、含量等，使巖心性質(zhì)發(fā)生變化；從所制作巖心滲透率與天然巖心的相似程度、巖心制作的難易性和重復性來看，環(huán)氧樹脂壓制膠接法和各種膠接劑膠結(jié)法具有更大的優(yōu)越性，但是，環(huán)氧樹脂壓制膠接和各種膠接劑膠結(jié)法完全改變了巖心膠結(jié)方式，而且環(huán)氧樹脂和各種膠接劑很容易包裹在粘土礦物表面，那么在實驗室用人造巖心進行儲層傷害評價試驗時，外來流體不會與粘土礦物接觸，粘土礦物不參與各種物理反應，不發(fā)生膨脹、分散、運移等，這樣的評價結(jié)果顯然不符合地層巖石實際情況，實驗室人造巖心物理模擬就失去了意義。
[0004]本發(fā)明人還檢索到其他一些涉及人造巖心的現(xiàn)有技術(shù)；例如:名稱為《ー種人造巖心靶制作方法》(申請?zhí)?CN200810228976.9)，該制作方法采用磷酸鋁膠接劑膠結(jié)石英砂烘干制作而成，該技術(shù)方案改變了巖心組成；名稱為《模擬堵漏實驗用帶裂縫的人造巖心的制作方法》(申請?zhí)?CN201110187196.6)，該制作方法的制作材料為石蠟板和水泥柱，因此，該巖心無法模擬實際的天然儲層。名稱為《人造巖心、人造巖心的制作方法和儀器》(申請?zhí)?CN201110223910.2)，該制作方法是將制作人造巖心的介質(zhì)融化，按照地層孔隙結(jié)構(gòu)圖逐層打印到載物臺上，冷卻凝固而成，其高溫會改變巖心中粘土礦物的性質(zhì)，而粘土礦物是地層損害的重要因素，因此，該巖心會影響地層損害評價結(jié)果的準確性。
[0005]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出ー種用于疏松地層損害評價的人造巖心及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于疏松地層損害評價的人造巖心及其制作方法，以保證該人造巖心在疏松地層損害評價的實驗過程中完好無損；該人造巖心采用常溫壓制、不添加樹脂和膠接劑，人造巖心與天然巖心成分一致以模擬實際儲層情況，以滿足疏松地層損害評價實驗及其評價結(jié)果的準確性。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種用于疏松地層損害評價的人造巖心，所述人造巖心包括有鋼筒，鋼筒內(nèi)填充并壓設(shè)有巖心粉，鋼筒兩端分別覆蓋有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)外側(cè)壓設(shè)有與鋼筒端部固定連接的環(huán)套。[0008]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述鋼筒為中空圓筒，鋼筒外徑為25.4mm，壁厚為Imm,鋼筒長度為50mm或80mm ;所述篩網(wǎng)直徑為25.4mm。
[0009]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述巖心粉的目數(shù)小于篩網(wǎng)的目數(shù)。
[0010]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述巖心粉的目數(shù)為80 ;所述篩網(wǎng)的目數(shù)為500。[0011 ] 在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述環(huán)套為鋁制圓環(huán)。
[0012]本發(fā)明的目的還可以這樣實現(xiàn)，一種用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，所述制作方法包括以下步驟:
[0013](I)組裝模具，擰緊模具接箍，以便固定模具；
[0014](2)豎直放置模具，先在模具內(nèi)底部位置設(shè)置底部實心墊塊，所述底部實心墊塊為圓柱形；該圓柱形底部實心墊塊的直徑與模具內(nèi)徑相同；稱取適量的巖心粉倒入模具中；
[0015](3)在模具內(nèi)的底部實心墊塊上放入鋼筒，鋼筒外徑與模具內(nèi)徑相同；稱取適量的巖心粉倒入鋼筒內(nèi)，在倒入的過程中輕輕壓實，巖心粉沒過鋼筒上端面；
[0016](4)在巖心粉上方放入上部實心墊塊，所述上部實心墊塊與底部實心墊塊結(jié)構(gòu)相同；
[0017](5)關(guān)閉人造巖心制作裝置的泄壓閥，將模具固定到人造巖心制作裝置上，加壓制作人造巖心；由壓カ機向下擠壓上部實心墊塊；
[0018](6)打開人造巖心制作裝置的泄壓閥泄壓，擰開模具接箍，打開模具，取出鋼筒及其內(nèi)部已經(jīng)壓實的巖心粉；
[0019](7)在鋼筒兩端用篩網(wǎng)堵上，再套上環(huán)套固定；
[0020](8)人造巖心制作完成。
[0021]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，制作人造巖心的天然巖心粉碎后過80目篩，以保證人造巖心模擬天然巖心的孔隙度、滲透率。
[0022]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述鋼筒為中空圓筒，鋼筒外徑為25.4mm，壁厚為1mm，鋼筒長度為50mm或80mm ;所述篩網(wǎng)直徑為25.4mm,所述篩網(wǎng)的目數(shù)為500。
[0023]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟(2)中，所述適量巖心粉為20g。
[0024]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟(3)中，所述適量巖心粉為38g?40g。
[0025]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量少于3%時，制作人造巖心的壓制壓カ為18MPa?20MPa，壓制時間為5min?7min。
[0026]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量為3%?10%時，制作人造巖心的壓制壓カ為15MPa?18MPa，壓制時間為7min?9min。
[0027]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量為10%?15%時，制作人造巖心的壓制壓カ為12MPa?15MPa，壓制時間為9min?12min。
[0028]在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量高于15%時，制作人造巖心的壓制壓カ為12MPa?15MPa，壓制時間為12min?15min。
[0029]由上所述，本發(fā)明用于疏松地層損害評價的人造巖心，將天然巖心粉碎、研磨、過篩后，填充并壓設(shè)在ー鋼筒內(nèi)，用篩網(wǎng)和環(huán)套將鋼筒兩端固定；該人造巖心不用膠接劑，采取常溫壓制，能保存天然巖心的原始組份，保持各組分的活力，能實際模擬天然儲層，井真實反映儲層損害情況；能夠滿足疏松地層損害評價實驗及其評價結(jié)果的準確性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]以下附圖僅g在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0031]圖1:為本發(fā)明用于疏松地層損害評價的人造巖心的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2:為本發(fā)明人造巖心的制作過程的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明提出一種用于疏松地層損害評價的人造巖心100，所述人造巖心100包括有鋼筒1，鋼筒I內(nèi)填充并壓設(shè)有巖心粉2，鋼筒I兩端分別覆蓋有篩網(wǎng)3，篩網(wǎng)3外側(cè)壓設(shè)有與鋼筒I端部固定連接的環(huán)套4。
[0035]由上所述，本發(fā)明用于疏松地層損害評價的人造巖心，將天然巖心粉碎、研磨、過篩后，填充并壓設(shè)在ー鋼筒內(nèi)，用篩網(wǎng)和環(huán)套將鋼筒兩端固定；該人造巖心不用膠接劑，采取常溫壓制，能保存天然巖心的原始組份，保持各組分的活力，能實際模擬天然儲層，井真實反映儲層損害情況；能夠滿足疏松地層損害評價實驗及其評價結(jié)果的準確性。
[0036]進ー步，如圖1所示，在本實施方式中，所述鋼筒I為中空圓筒，鋼筒外徑為25.4mm,壁厚為Imm,鋼筒長度為50mm或80mm (—般地層損害評價要求巖心長度約為直徑的2倍，以便于放入巖心夾持器中，長度可以根據(jù)地層損害評價的需要制作);所述篩網(wǎng)3直徑為25.4mm ;所述環(huán)套4為鋁制圓環(huán)。
[0037]所述巖心粉2的目數(shù)小于篩網(wǎng)3的目數(shù)；在本實施方式中，所述巖心粉的目數(shù)為80，所述篩網(wǎng)的目數(shù)為500。
[0038]本發(fā)明還提出一種用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，如圖2所示，所述制作方法包括以下步驟:
[0039](I)組裝模具5，在本實施方式中，所述模具5為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在此不再贅述其結(jié)構(gòu)；將兩個呈分半狀(對開狀)的模具扣合為一體，銷子對準卡眼卡好、合攏，把接箍6擰緊到模具上，將模具套緊；
[0040](2)豎直放置模具5，先在模具5內(nèi)底部位置放置底部實心墊塊7，所述底部實心墊塊7為圓柱形；該圓柱形底部實心墊塊7的直徑與模具5內(nèi)徑相同；底部實心墊塊是讓鋼筒的下端有ー個向上的作用力，避免鋼筒下部巖心粉壓不實；稱取適量的巖心粉2倒入模具中；
[0041](3)在模具5內(nèi)的底部實心墊塊7上放入鋼筒1，鋼筒I外徑與模具5內(nèi)徑相同；稱取適量的巖心粉2倒入鋼筒I內(nèi)，在倒入的過程中輕輕壓實，巖心粉2沒(即:埋沒)過鋼筒I上端面(巖心粉2高于鋼筒I上端面)；
[0042](4)在巖心粉2上方放入上部實心墊塊8，所述上部實心墊塊8與底部實心墊塊7結(jié)構(gòu)相同；
[0043](5)關(guān)閉人造巖心制作裝置(所述制作裝置也為現(xiàn)有裝置，圖中未示出)的泄壓閥，將模具I固定到人造巖心制作裝置上，加壓制作人造巖心；由壓カ機9向下擠壓上部實心墊塊8，將巖心粉壓實于鋼筒I中；根據(jù)儲層不同性質(zhì)進行加壓制作；在加壓的過程中一定要均勻加壓，避免猛加壓；當加壓到指定壓力，穩(wěn)定規(guī)定的時間；
[0044](6)打開人造巖心制作裝置的泄壓閥泄壓，擰開模具接箍，打開模具，取出鋼筒及其內(nèi)部已經(jīng)壓實的巖心粉；
[0045](7)在鋼筒I兩端用鋼絲篩網(wǎng)堵上(即:鋼筒兩端覆蓋上篩網(wǎng)3)，再套上環(huán)套4固定;
[0046](8)所述人造巖心100制作完成。
[0047]進ー步，在本實施方式中，制作人造巖心的天然巖心粉碎后過80目篩，以保證人造巖心能夠模擬天然巖心的孔隙度、滲透率。
[0048]所述鋼筒I為中空圓筒，鋼筒外徑為25.4mm,壁厚為Imm,鋼筒長度為50mm或80mm ;所述篩網(wǎng)直徑為25.4mm，所述篩網(wǎng)的目數(shù)為500。在步驟(2)中，所述適量巖心粉約為20g ;在步驟(3)中，所述適量巖心粉約為38g-40g。
[0049]在本實施方式中，所述巖心粉中含有粘土礦物；所述粘土礦物是細分散的含水層狀構(gòu)造和層鏈狀構(gòu)造的硅酸鹽礦物及含水的非晶質(zhì)硅酸鹽礦物的總稱，它是地層損害的一個重要因素；粘土礦物含量是指粘土礦物占巖心粉總量的百分數(shù)。
[0050]在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量少于3%時，制作人造巖心的壓制壓力為18MPa-20MPa，壓制時間為5min-7min。當巖心粉中的粘土礦物含量為3%-10%時，制作人造巖心的壓制壓カ為15MPa-18MPa,壓制時間為7min-9min。當巖心粉中的粘土礦物含量為10%-15%時，制作人造巖心的壓制壓カ為12MPa-15MPa，壓制時間為9min-12min。當巖心粉中的粘土礦物含量高于15%時，制作人造巖心的壓制壓カ為12MPa-15MPa,壓制時間為12min-15min。
[0051]本發(fā)明是將疏 松地層的巖屑在鋼筒中壓制成形，設(shè)計鋼筒的目的是避免人造巖心在進行地層損害評價時(將鋼筒和巖屑一起裝入巖心夾持器)被圍壓破壞，本發(fā)明的人造巖心是進行疏松地層的損害評價(即:外來流體對地層滲透率的損害評價)，不涉及應カ敏感性評價；鋼筒兩端的篩網(wǎng)和環(huán)套是保證在進行損害評價時巖屑不會被流體沖出。
[0052]本發(fā)明的人造巖心具有以下效果:
[0053](I)本發(fā)明方法制作的人造巖心與儲層巖石成分一致，孔隙度、滲透率相差不大，波動小，重現(xiàn)性好。表I為人造巖心制作重現(xiàn)性試驗數(shù)據(jù)表；
[0054]表1:
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種用于疏松地層損害評價的人造巖心，其特征在于:所述人造巖心包括有鋼筒，鋼筒內(nèi)填充并壓設(shè)有巖心粉，鋼筒兩端分別覆蓋有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)外側(cè)壓設(shè)有與鋼筒端部固定連接的環(huán)套。
2.如權(quán)利要求1所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心，其特征在于:所述鋼筒為中空圓筒，鋼筒外徑為25.4mm,壁厚為Imm,鋼筒長度為50mm或80mm ;所述篩網(wǎng)直徑為25.4mm。
3.如權(quán)利要求2所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心，其特征在于:所述巖心粉的目數(shù)小于篩網(wǎng)的目數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心，其特征在于:所述巖心粉的目數(shù)為80 ;所述篩網(wǎng)的目數(shù)為500。
5.如權(quán)利要求3所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心，其特征在于:所述環(huán)套為鋁制圓環(huán)。
6.ー種上述權(quán)利要求1-5任一項用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，所述制作方法包括以下步驟: (1)組裝模具，擰緊模具接箍，以便固定模具； (2)豎直放置模具，先在模具內(nèi)底部位置設(shè)置底部實心墊塊，所述底部實心墊塊為圓柱形；該圓柱形底部實心墊塊的直徑與模具內(nèi)徑相同；稱取適量的巖心粉倒入模具中； (3)在模具內(nèi)的底部實心墊塊上放入鋼筒，鋼筒外徑與模具內(nèi)徑相同；稱取適量的巖心粉倒入鋼筒內(nèi)，在倒入的過程中輕輕壓實，巖心粉沒過鋼筒上端面； (4)在巖心粉上方放入上部實心墊塊，所述上部實心墊塊與底部實心墊塊結(jié)構(gòu)相同； (5)關(guān)閉人造巖心制作裝置的泄壓閥，將模具固定到人造巖心制作裝置上，加壓制作人造巖心；由壓カ機向下擠壓上部實心墊塊； (6)打開人造巖心制作裝置的泄壓閥泄壓，擰開模具接箍，打開模具，取出鋼筒及其內(nèi)部已經(jīng)壓實的巖心粉； (7)在鋼筒兩端用篩網(wǎng)堵上，再套上環(huán)套固定； (8)人造巖心制作完成。
7.如權(quán)利要求6所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在于:制作人造巖心的天然巖心粉碎后過80目篩，以保證人造巖心模擬天然巖心的孔隙度、滲透率。
8.如權(quán)利要求7所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在于:所述鋼筒為中空圓筒，鋼筒外徑為25.4mm,壁厚為Imm,鋼筒長度為50mm或80mm ;所述篩網(wǎng)直徑為25.4mm，所述篩網(wǎng)的目數(shù)為500。
9.如權(quán)利要求8所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在于:在步驟(2)中，所述適量巖心粉為20g。
10.如權(quán)利要求9所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在于:在步驟(3)中，所述適量巖心粉為38g-40g。
11.如權(quán)利要求6所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在于:在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量少于3%時，制作人造巖心的壓制壓カ為18MPa-20MPa，壓制時間為5min-7min。
12.如權(quán)利要求6所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在于:在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量為3%-10%時，制作人造巖心的壓制壓カ為15MPa-18MPa，壓制時間為7min-9min。
13.如權(quán)利要求6所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在于:在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量為10%-15%時，制作人造巖心的壓制壓カ為12MPa-15MPa，壓制時間為9min-12min。
14.如權(quán)利要求6所述的用于疏松地層損害評價的人造巖心的制作方法，其特征在干:在步驟(5)中，當巖心粉中的粘土礦物含量高于15%時，制作人造巖心的壓制壓カ為12MPa -15MPa ，壓制時間為 12min -15min。
【文檔編號】G01N33/00GK103454380SQ201310356149
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】張洪君, 王浩, 李友富, 李德勝, 安志杰, 浦家康, 孫倩茹, 劉暢, 趙劍飛, 王延紅, 王雪梅, 王喜泉, 王建, 任業(yè)瓊, 岳志強 申請人:中國石油天然氣股份有限公司