[發明專利]一種含甲烷水合物的巖心樣品壓制方法

有效

• 申請號: 201510333652.1
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104949870B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 孟慶國;劉昌嶺;陳強;胡高偉
• 申請（專利權）人: 青島海洋地質研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種含甲烷水合物的巖心樣品壓制方法，首先確定實際物理模型基本特征，進行沉積物復配，沉積物預處理，水合物與沉積物低溫攪拌混合，人工巖心壓制，最后進行巖心脫模。本發明的有益效果是能夠較好地保證所壓制含甲烷水合物的巖心樣品的基本特征與目標儲層基本一致。

技術領域

本發明屬于石油天然氣技術領域，涉及一種含甲烷水合物的巖心樣品壓制方法。

背景技術

受巖心來源限制，天然氣水合物關鍵物性參數(主要包括力學、聲學、電學、熱物理及滲透率等)研究進展緩慢。人造含水合物沉積物巖心是天然氣水合物模擬實驗研究的重要手段之一。開展含水合物沉積物物性參數測定技術研究，樣品制備尤為關鍵。目前，實驗室中制備樣品的方法主要有二種：原位生成法和混合壓制法。不同的制備方法將會導致所制作的含水合物沉積物物理模型不同，進而導致測量所得的有關物性參數存在較大差異。自然界水合物的形成與實驗室合成在時間尺度上存在巨大的差異，因此，實驗室制備的含水合物沉積物的結構性、膠結性等微觀方面與自然界的水合物沉積物有較大的差別。因此，非常有必要建立一種含水合物巖心樣品的制備技術方法，以獲取更為接近自然狀態下的含水合物沉積物樣品，以替代真實的含天然氣水合物巖心樣品開展相關實驗，這對含天然氣水合物巖心樣品關鍵物性參數的準確測定以及相關應用技術方法的建立具有重要意義。

混合壓制法是目前國內外應用比較普遍的一種人工巖心壓制技術，該方法將天然氣水合物粉末與特定規格石英砂在一定溫度壓力條件下混合壓縮成型。

大連理工大學采用混合壓實法制備含水合物巖心樣品。該方法中先將高嶺石粘土烤干，然后放到冰箱里冷卻。此外，用刨冰機制得冰粉并將其填充到反應器中，同時，也將高壓甲烷氣體充入反應器中，然后將反應器放入冰箱中來生成甲烷水合物。在反應結束后將不飽和的甲烷水合物從反應器中取出，根據實驗要求將干燥的高嶺石粘土與不飽和甲烷水合物按一定比例混合，然后將混合物放入模子中加高壓(10MPa)壓縮來制得樣品。最后，將沉積物樣品從模子中取出，包在一個橡膠膜中并及時放入壓力室中。整個樣品制備過程都是在低溫室(-10℃)中進行的。

上述技術涉及一種含水合物巖心樣品的混合壓實制樣技術，與本申請技術方法接近。該方法雖然實現了在含水合物巖心樣品的壓制成型，但無法準確控制水合物飽和度、分布狀態(彌散狀、核狀及層(脈)狀等)等特定水合物儲層的關鍵特征，即無法確保所壓制巖心的基本特征與目標儲層的一致性。產生上述問題的原因是上述背景方法未綜合考慮模擬實驗中目標儲層的有關特性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含甲烷水合物的巖心樣品壓制方法，解決了現有的水合物巖心樣品的壓制成型過程中，無法確保所壓制巖心的基本特征與目標儲層的一致性的問題。

本發明所采用的技術方案是按照以下步驟進行：

(1)確定實際物理模型基本特征：

①參照目標水合物儲層中水合物的特征，建立目標儲層的概念模型；

水合物的特征包括水合物的分布狀態、水合物飽和度、沉積物骨架的孔隙度、粒度及礦物組成；

②依照目標儲層的孔隙度及水合物飽和度，確定所需水合物的量；

(2)沉積物復配：

①依照目標水合物儲層中的特征，準備與目標儲層沉積物相關特征相同或相似的人工沉積物；

②按照相應比例，采用桌面稱分別稱取相應重量的不同組分沉積物；

(3)沉積物預處理：

①采用去離子水，將沉積物沖洗2～3次，主要清除沉積物中含有的雜質；

②將沖洗后的沉積物置于烘箱中烘干；

③將烘干后的沉積物置于混合攪拌裝置內，將各組分沉積物攪拌混合均勻；