[發明專利]一種頁巖儲層人造巖心及其制備方法

有效

• 申請號: 201410566823.0
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104326708B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 杜江民;謝林;李曉宏;李景;平原毓;覃恒杰;王海波;莊學良;龍玉娟;崔浪;楊曉影
• 申請（專利權）人: 杜江民;謝林;李曉宏;李景;平原毓;覃恒杰;王海波;莊學良;龍玉娟;崔浪;楊曉影
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B26/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種地下或海底勘探和找礦的技術，尤其涉及一種頁巖儲層人造巖心及其制備方法。

背景技術

巖心是油、氣田勘探和開發過程中，按地質設計的地層層位和深度，向井內下入取心工具,鉆取出的巖石樣品,是了解地下油層及所含流體特征最直觀、最實際的資料。天然巖心通過井壁取心和鉆井取心兩種方式獲得，通常以后者為主。在油田范圍內必須選擇適量的井，對有關油、氣層位，鉆取一定數量的巖心，通過觀察、分析和研究，可以獲得地層的各種特性。但是由于地層情況復雜、研究需要巖心樣品較多，鉆取成本較高，因此對于一般的參數往往通過對人造巖心進行研究獲得，通過人造巖心物理模型實驗探索開發規律,用天然巖心來驗證規律是否正確,大量節省成本。

但是目前的人工巖心由于孔隙度、硬度控制不適宜，造成與天然巖心存在較大出入，不能最接近的模擬天然巖心進行試驗，對最終實驗結果造成影響。

發明內容

本發明的主要目的在于，克服現有的人造巖心存在的缺陷，而提供一種新型頁巖儲層人造巖心及其制備方法，控制孔隙率，更好的模擬天然巖心，從而更加適于實用，且具有產業上的利用價值。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的頁巖儲層人造巖心，包括如下組分，其中各組分以質量百分含量計，

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心，以質量百分含量計，所述環氧樹脂包含環氧值為0.3～0.4的環氧樹脂10％～30％，包含環氧值為0.4～0.48的環氧樹脂10％～20％。

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心，以質量百分含量計，所述石英砂中粒徑為50～80目的占1％～10％，粒徑為80～150目的占5％～20％，粒徑為150～220目的占5％～10％，粒徑為220目以上的占8％～15％。

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心，所述天然巖心碎屑的粒徑為20～60目。

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心，所述粘土礦物包括伊利石、長石和方解石。

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心，所述聚二硅氧烷為分子量為400～2000的含硅氫鍵聚二硅氧烷。

頁巖儲層人造巖心的制備方法，包括如下步驟：

1)按比例稱取各組分原料；

2)將石英砂、鈣質礦物、硅質礦物和5％～10％天然巖心碎屑混合、攪拌，繼續加入聚二硅氧烷攪拌；

3)加入環氧樹脂繼續混合、攪拌；

4)加入剩余的天然巖心碎屑，攪拌均勻；

5)將粘土礦物與上述混合物攪拌均勻，取終混合物逐層鋪設在模型中，每鋪設兩層施加一次3～20MPa的壓力，在最后一層上施加1～5MPa壓力，靜置、脫模，得到目標產物。

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心的制備方法，將聚二硅氧烷分3～7等份逐漸加入石英砂、鈣質礦物、硅質礦物和5％～10％天然巖心碎屑的混合物中；每加入一份聚二硅氧烷，需要加熱升溫到50℃～200℃，并靜置1～3h。

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心的制備方法，所述環氧樹脂包含環氧值為0.3～0.4的環氧樹脂10％～30％，包含環氧值為0.4～0.48的環氧樹脂10％～20％，在混合過程中先加入環氧值為0.4～0.48的環氧樹脂，再加入環氧值為0.3～0.4的環氧樹脂。

更進一步的，前述的頁巖儲層人造巖心的制備方法，所述聚二硅氧烷為分子量為400～2000的含硅氫鍵聚二硅氧烷。

借由上述技術方案，本發明頁巖儲層人造巖心及其制備方法至少具有下列優點：

本發明的頁巖儲層人造巖心，在傳統的人造巖心基礎上進一步的添加粘土礦物、硅質礦物和鈣質礦物能夠更好的模擬天然巖心的組分；其中粘土礦物中由于含有伊利石、長石和方解石等多種成分，與天然巖心的組分更加接近；石英砂和天然巖心碎屑包含不同粒徑的組分，將天然巖心碎屑的粒徑控制在20～60目與大粒徑石英砂形成的骨架互相嵌合，為控制人造巖心的孔隙度和滲透率做基礎；環氧樹脂包含環氧值為0.3～0.4的中環氧值環氧樹脂和環氧值為0.4～0.48的高環氧值環氧樹脂，既保留了高環氧值環氧樹脂高強度、滲透性好的優點，又具備中環氧值環氧樹脂低溫強度高的特點，保證人造巖心在模擬實驗節段可以適應多種不同的實驗要求；選擇分子量為400～2000的含硅氫鍵聚二硅氧烷作為油劑，其中石英砂中的氧原子替代硅氫鍵中的氫形成穩定的硅氧鍵，呈親油性；