[發明專利]一種利用碳酸鈣膠結制作具有儲層構型的人造砂巖的方法

有效

• 申請號: 201710864364.8
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107727465B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 劉太勛;劉可禹
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 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

本發明公開了一種利用碳酸鈣膠結制作具有儲層構型的人造砂巖裝置，包括透明砂箱、流體注入管線、流體驅動裝置、加壓板和儲層構型制作輔助器，透明砂箱的底面上設有若干用于與流體注入管線相連通的呈網狀布置的多排圓孔，透明砂箱上方通過支架活動安裝有一套加壓板，流體注入管線由若干透明軟管相互連通組成，各分支軟管一端通過圓孔與透明砂箱相連通，另一端通過流體驅動裝置與流體儲罐相連。本發明可以制作具有儲層構型特征的人造砂巖，其能很好的反映出粒度差異、膠結成巖及孔隙度、滲透率的大小，與天然巖心有很高的相似度，能夠體現不同傾角的夾層及不同的儲層結構，滿足實驗需要。

技術領域

本發明涉及地質研究領域，具體涉及一種利用碳酸鈣膠結制作具有儲層構型的人造砂巖的方法。

背景技術

人造砂巖(人造巖心)具有參數可控、巖性、物性及電性特征能夠體現天然巖心的特點，其巖性參數和礦物與天然巖心巖性礦物類型相同，含量接近，不但能夠體現天然巖心的顆粒大小、巖石結構、滲透率、孔隙度等主要物性參數和平均孔隙半徑、分選系數、結構系數、孔喉分布及孔隙與喉道連通關系等孔隙參數(徐洪波等.2012)，而且可以用來重現自然界巖石本身的性質以及它們所反映的聲學、力學和其它物理性質，因此人造砂巖(人造巖心)廣泛應用于物理模擬及實驗研究領域(司文鵬等.2013)。

人造砂巖(人造巖心)介質的研究已有近50年的歷史。20世紀60年代首次制作了疏松砂巖人造巖心，但成型差；20世紀70年代使用丙烯酸樹脂、水泥和石英砂作為骨架材料制作了具有一定強度的人造巖心(Hum，1977)，但未考慮其潤濕性；20世紀80年代磷酸鋁膠結劑的研制(唐仁騏和岳陸，1986)改善了人造巖心的潤濕性，但人造巖心中并不具有0.1μm以下的微細孔喉，與天然巖心存在一定差距；進入21世紀后，徐洪波等進一步改善了膠結劑的性能，使人造巖心的孔喉和天然巖心更加相似，張國新和邱建君等對影響人造巖心物性的因素進行了詳細探討，梁萬林和徐洪波等認為粒度組成是控制人造巖心滲透率的關鍵因素，韓學輝等認為膠結劑用量和壓制壓力是控制人造巖心孔隙度的關鍵因素。膠結劑是人造砂巖制作過程中的關鍵成分，目前使用過的膠結劑有環氧樹脂、磷酸鋁、硅酸鹽類、黏土和水泥等，其中環氧樹脂最為常用。人造砂巖的形態主要有長柱狀、短柱狀、圓環形和方形，內部結構大多較為簡單，不能體現復雜的儲層的內部結構，無法滿足現有研究的需要。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種利用碳酸鈣膠結制作具有儲層構型的人造砂巖的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種利用碳酸鈣膠結制作具有儲層構型的人造砂巖的方法，該方法采用的裝置包括透明砂箱、流體注入管線、流體驅動裝置和加壓板，所述透明砂箱用于充填不同粒徑的散砂、構建不同巖性及不同儲層構型，為由5塊PC透明板通過螺栓圍成的上端開口的立方體結構，且底面的PC透明板尺寸大于側壁的PC透明板的尺寸，所述透明砂箱的底面上設有若干用于與流體注入管線相連通的呈網狀布置的多排圓孔，所述透明砂箱上方通過支架活動安裝有一套加壓板，所述支架對稱安裝在透明砂箱兩側，所述流體注入管線由若干透明軟管相互連通組成，各透明軟管一端通過所述圓孔與透明砂箱相連通，另一端通過流體驅動裝置與流體儲罐相連，用于將實驗液體從氯化鈣溶液儲罐及尿素脲酶溶液儲罐輸送至透明砂箱；還包括一儲層構型制作輔助器，所述儲層構型制作輔助器包括多塊隔板和若干長度不同的傾斜夾板，隔板上有固定旋轉中心和角度刻度盤以及多對可旋轉凹槽，所述傾斜夾板為透明塑料薄板，相鄰兩塊傾斜夾板之間形成夾層，傾斜夾板插入可旋轉凹槽中，儲層構型制作輔助器的大小與透明砂箱內徑大小一致，放置于透明砂箱中輔助填砂，用于實現多種傾角的夾層的填砂，使建立的人造砂巖體現不同傾角，不同延伸長度；所述加壓板兩端于所述支架套接，并通過鎖緊旋鈕固定，所述透明砂箱下底面對稱安裝有四個支腿，用于支撐整個透明砂箱，所述流體驅動裝置采用流體注入泵；該方法包括如下步驟：