[發明專利]一種基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210628776.2
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN114935486B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 李志如;梅秋雨;王夏紅
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 西安鼎邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61263
• 代理人: 李振瑞

本發明公開了一種基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料及其制備方法，屬于新材料相關服務領域，具體涉及流體以及化學物質在多孔環境下的運動變化評價監測技術。本發明提供的基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料的制備方法包括：將玉米秸稈芯用甲酸銨溶液浸漬處理，凍干；將凍干后的玉米秸稈芯橫放后端部封蠟，從側向浸潤正硅酸乙酯乙醇溶膠，水浴靜置，弱酸性條件下形成凝膠，密封水浴靜置老化；去除所述端部封蠟，去除表面凝膠，用三甲基氯硅烷溶液浸泡，高溫干燥得到所述基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料。本發明制得的非均質巖心，利用天然的秸稈芯所特有的水運輸通道構造軸線方向環境相似而徑向方向空隙變化的特點，具有出色的天然巖心模擬效果。

技術領域

本發明屬于新材料相關服務領域，涉及一種基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料及其制備方法，具體涉及流體以及化學物質在多孔環境下的運動變化評價監測技術。

背景技術

油田化學領域，實驗各類流體以及化學物質在多孔環境下的運動變化規律需要用到巖心。人造巖心可以克服取樣成本高的問題，并且具備優秀的實驗重復性。人造巖心通常有石英砂環氧樹脂膠結、石英砂填砂管，石英砂磷酸鋁膠結三種，石英砂環氧樹脂膠結模型是目前應用最廣泛的。

CN204532344U公開了一種人造巖心，由石英砂環氧樹脂膠結而成，其包括橫截面為方形的呈長條狀的巖心本體，在所述巖心本體上沿其長度方向設有一盲孔，在所述盲孔內填充有石英砂，所述石英砂的粒徑在35-40目之間。CN102628761B公開了一種人造長巖心及其制備方法，該巖心由石英砂和膠結物組成，首先按照要求稱量石英砂和膠結物，將其混合均勻并放入方形鋼制模具中，經壓力試驗機壓制并烘干，再經切割機割縫，最后經環氧樹脂對割縫和巖心外觀表面進行澆鑄密封處理，得到滲透率1mD～10000mD巖心，割縫后巖心為長條形，長度200cm～3000cm，截面積為6.25cm²～144cm²，長條巖心總孔隙體積1000cm³～50000cm³。但是，此類人造巖心的共同點是各向同性的。在研究微小顆粒的滯留問題或流體的波及問題時，普通人造巖心的各向同性的特點無法反應出顆粒滯留和流體分布特點。

控制孔隙結構的相似性、添加黏土礦物、控制潤濕性、在模型的制作過程中的溫度、濕度及人為操作因素的影響如何降低，這些是人造巖心制備必須面對的問題。現有技術中，滲流特征評價中模擬的然巖心通常是水平方向滲流環境相似而垂直方向滲透能力和空隙度明顯變化，這是由于沉積過程造成的巖心結構特點。由此，如何提供一種巖心材料，更好的模擬微小顆粒的滯留或流體的波及問題，對油田化學領域，實驗各類流體以及化學物質在多孔環境下的運動變化規律研究有著重要意義。

發明內容

本發明目的在于解決在研究微小顆粒的滯留問題或流體的波及問題時，普通人造巖心的各向同性的特點無法反應出顆粒滯留和流體分布特點的問題。

基于上述目的，本發明提供了一種基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料及其制備方法。

一方面，本發明涉及一種基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料的制備方法，其包括：將玉米秸稈芯用甲酸銨溶液浸漬處理，凍干；將凍干后的玉米秸稈芯橫放后端部封蠟，從側向浸潤正硅酸乙酯乙醇溶膠，弱酸性條件下，水浴靜置形成凝膠后密封水浴靜置老化；去除端部封蠟，去除表面凝膠，用三甲基氯硅烷溶液浸泡，高溫干燥得到基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料。

進一步地，本發明提供的基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料的制備方法中，正硅酸乙酯乙醇溶膠的制備方法包括：將正硅酸乙酯乙醇溶液在堿性條件下進行水解，得到高度分散穩定的正硅酸乙酯乙醇溶膠。

進一步地，本發明提供的基于玉米秸稈芯的非均質巖心材料的制備方法中，以體積比計，正硅酸乙酯乙醇溶液中，以體積比計，正硅酸乙酯、乙醇、水的配比為(20～35):(50～65):(7～10)；正硅酸乙酯乙醇溶液的使用濃度為28～35wt％。