[發明專利]一種點接觸脫模人造巖心制備裝置與方法

在審

• 申請號: 201710073792.9
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106769330A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 施雷庭;張玉龍;葉仲斌;朱詩杰;汪士凱;舒政;陳洪
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 夏艷

技術領域

本發明涉及石油勘探開發技術領域，尤其涉及一種點接觸脫模人造巖心制備裝置與方法。

背景技術

人造巖心是石油工程領域室內物理實驗研究必不可缺少的實驗材料。隨著油氣田的開發和新發現的油田越來越復雜，現場取心的難度加大、費用增加，同時隨著油田開發和研究的不斷深入，所需要開展的巖心實驗內容也越來越多，一般油田探井的真實巖心已經不能滿足實驗需要。同時，開發過程中新鉆井中很少有取心任務，導致探井巖心的物性與目前油藏巖石物性之間存在較大的差異。為了滿足研究的需要，人造巖心越來越多受到重視，需要大量制作符合現階段油藏地質特征的人造巖心。

對于巖心的制作，很多人都開展了相關研究，其中2005年盧祥國等人(石英砂環氧樹脂膠結巖心及其制備方法，申請號CN200510063666)；2010年皮彥夫在科學與工程雜志中發表論文“石英砂環氧樹脂膠結人造巖心的技術與應用”提出各種類型的人造巖心；2010年張東等人(一種巖心制作方法，申請號CN201010110846)；2011年秦積舜等人(人造巖心、人造巖心的制作方法和儀器，申請號CN201110223910.2)。目前制作人造巖心方法和技術手段都相對成熟，主要是在環氧樹脂、磷酸鋁、硅酸鹽等膠結劑中添加粘土礦物和石英砂進行膠結制作人造巖心。不同膠結制作巖心的條件也不同，但制作人造巖心的膠結劑是必不可少的，膠結劑類型對巖心性能影響至關重要，直接決定了巖樣是否具有儲層敏感性，巖心能否具有一定強度滿足實驗要求。

在油田水驅開發中后期，儲層巖石中膠結物發生物理化學變化，其水驅波及范圍內的巖石顆粒的接觸關系多為點接觸或接觸膠結，但仍具有一定的礦物敏感性。為此，在工藝上必須保證加進去的粘土礦物不被膠結物膠死；加熱溫度不使粘土晶格發生變化、析出層間結構水、散失原有粘土的性質；與天然巖心相比巖性相同、物性參數接近，能滿足實驗研究的需要。但目前所用的環氧樹脂膠結劑主要是液體狀，在與粘土礦物、石英砂膠結過程中容易對礦膠結死；磷酸鋁膠結時對巖心成型溫度要求高；而硅酸鹽膠結時需要在巖心加入水后才能成型，將導致部分礦物發生分散等作用，影響了巖心的穩定性和均質性。為了滿足油田開發中后期油藏巖石特征的要求、保障人造巖心具有較好的均質性以及滿足人造巖心實驗結果可對比性的要求，迫切需要能夠制作出滿足上述要求的人造巖心制備裝置及方法。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種能有效解決巖心的膠結和巖心顆粒間的接觸關系的點接觸脫模人造巖心制備裝置及其方法。

一種點接觸脫模人造巖心制備裝置，包括：液壓系統，振動器、勻砂操作平臺，支撐彈簧、支撐平臺、巖心模具、壓桿；

所述支撐彈簧固定在支撐平臺與勻砂操作平臺之間，振動器對稱設置在勻砂操作平臺的兩側；壓桿套入在巖心模具內，巖心模具固定在勻砂操作平臺上，液壓系統的液壓面垂直對著所述壓桿的頂端。

進一步地，如上所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置，在勻砂操作平臺設置有通孔，所述支撐彈簧的一端固定在該通孔內；

進一步地，如上所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置，所述支撐彈簧內設置有扶正器，該扶正器為桿狀結構，該扶正器的一端垂直固定在支撐平臺上，另一端隨支撐彈簧套入在所述通孔內。

進一步地，如上所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置，所述壓桿在其中上部固定有平衡板，所述平衡板與壓桿的桿身為一體結構，所述平衡板上設置有與巖心模具固定在一起的通孔。

進一步地，如上所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置，所述巖心模具為經過鍛打的不銹鋼掏空而形成的巖心模具，該模具的內徑為25.4mm或38.1mm。

進一步地，如上所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置，所述壓桿的中間設置有通氣孔，該通氣孔與巖心模具內石英砂接觸的底部孔采用多層不銹鋼篩網餅進行封堵。

進一步地，如上所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置，所述壓桿外徑小于巖心模具內徑0.1mm。

進一步地，如上所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置，所述振動器為調頻振動器。

一種制備點接觸脫模人造巖心的方法，采用如上任一所述的點接觸脫模人造巖心制備裝置制備巖心，制備方法包括以下步驟：

(1)按照液壓機操作規范進行使用，在電控液壓表處調節所需的壓制壓力10MPa，預熱液壓機等待使用；

(2)組裝人造巖心模具，先放入人造巖心模具底板，再放入巖心模具，用螺紋固定模具底板和巖心模具；在勻砂操作平臺上利用扶正器固定巖心模具待用；