【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于石油勘探開發(fā)，涉及巖石物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具體涉及一種模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法與系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、海底淺層未成巖儲層結(jié)構(gòu)疏松、礦物顆粒松散，巖石處于未成巖未固結(jié)狀態(tài)，取心難度大，且?guī)r心保存困難，可用于配套巖石物理實(shí)驗(yàn)的成型可承壓原位天然巖心較少，制約和限制了海上淺層未成巖儲層的勘探開發(fā)。因此，利用人造巖心代替天然巖心進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究是模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層巖石物理響應(yīng)的一個(gè)必然選擇和重要技術(shù)途徑。
2、目前，人造巖心主要包括膠結(jié)巖心與疏松巖心兩種。膠結(jié)巖心用于模擬成巖程度較高、膠結(jié)作用較強(qiáng)的中低孔滲儲層（如致密砂巖、碳酸鹽巖、頁巖等），膠結(jié)巖心的制作方法主要包括石英砂環(huán)氧樹脂膠結(jié)、石英砂或玻璃球充填和石英砂磷酸鋁燒結(jié)等方法（比如，梁萬林.?人造巖心制備技術(shù)研究.?石油儀器,?2008,?22(2):?72-74,?77；皮彥夫.?特殊人造巖心的類型及應(yīng)用.?科學(xué)技術(shù)與工程,?2010,?10(31):?1671-1815；santos?k?l,figueiredo?d?j?j,?macedo?l?d,?et?al.?a?new?way?to?construct?synthetic?porousfractured?medium.?journal?of?petroleum?science?and?engineering,?2017,?156）。疏松巖心主要用于弱膠結(jié)的疏松巖石模擬（如疏松砂巖、海底水合物巖心等），通過加入適量膠結(jié)劑結(jié)合不同粒級的石英砂組合可實(shí)現(xiàn)中高孔滲的人造巖樣制備（比如，
3、為解決巖心測試過程中易碎問題，公開號為cn106546466a的專利技術(shù)專利公開了一種骨架導(dǎo)電混合泥質(zhì)砂巖人造巖樣以及壓制成型的方法，通過ppr硬管包裹巖心，巖心與管內(nèi)壁之間用膠粘黏，兩端用鉆有多個(gè)3mm直徑孔的黃銅端帽，實(shí)現(xiàn)人造樣的制作和成型，用于模擬地層條件骨架導(dǎo)電混合泥質(zhì)砂巖實(shí)驗(yàn)用巖心樣品。公開號為cn115824734a的專利技術(shù)專利公開了一種可模擬疏松砂巖壓實(shí)作用的人造巖心裝置及其制作方法，通過橡膠套內(nèi)填充巖心粉，兩端覆蓋篩網(wǎng)、墊片的方式，得到可模擬疏松砂巖壓實(shí)作用的人造巖心。以上方法存在以下不足：（1）外部包裹材料普遍厚，巖心實(shí)際體積增加，導(dǎo)致人造巖心大于巖心夾持器尺寸，而無法放入；（2）制作過程繁瑣，巖心實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性不夠，均不適用于模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層。
4、綜上可知，受限于海上淺層未成巖未膠結(jié)儲層巖石樣品獲取困難，系統(tǒng)性的配套巖石物理實(shí)驗(yàn)缺少，亟需形成可用于模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞人造巖樣制備方法，為諸如海底淺層未成巖未膠結(jié)儲層的測井參數(shù)建模和飽和度解釋評價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法與系統(tǒng)，制備的柱塞巖樣能夠有效模擬海上淺層未成巖未膠結(jié)極細(xì)粒沉積物的特高孔滲巖石物理特性，且在后續(xù)實(shí)驗(yàn)過程中不易破裂，巖心完整性好，實(shí)驗(yàn)測量重復(fù)性高，操作簡便，巖樣制作成本低。
2、本專利技術(shù)第一方面，提供了一種模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其步驟為：
3、s1、獲取目的靶層地層巖石物理特征參數(shù)及分布范圍；
4、s2、根據(jù)巖石物理特征參數(shù)及分布范圍制定柱塞巖樣制備方案；
5、s3、根據(jù)制備方案稱取設(shè)定質(zhì)量的礦物顆粒，按照實(shí)際地層礦物相對含量比將各礦物顆粒混合均勻，再加入設(shè)定質(zhì)量的蒸餾水，并充分?jǐn)嚢枋沟V物顆粒與蒸餾水均勻混合；
6、s4、將得到的均勻混合物填入柱形巖心模具中，在設(shè)定壓力下壓制混合物至預(yù)定時(shí)間；
7、s5、對混合物及巖心模具進(jìn)行低溫烘干，直至混合物達(dá)到設(shè)定含水量范圍，從巖心模具中取出初始巖樣；
8、s6、將初始巖樣切割至實(shí)驗(yàn)所需長度，并對切割后的初始巖樣表面進(jìn)行打磨處理，使表面光滑平整；
9、s7、采用紗網(wǎng)、中空環(huán)帽和熱縮膜對經(jīng)過打磨后的初始巖樣進(jìn)行加固處理；
10、s8、對加固后的初始巖樣進(jìn)行二次低溫烘干，直至初始巖樣完全干燥；
11、s9、測量柱塞巖樣的巖石物理特征參數(shù)，篩選符合目標(biāo)儲層孔滲特征、外觀完好，且具有設(shè)定承壓強(qiáng)度的柱塞巖樣，重復(fù)步驟s3至s9，直至滿足巖樣制備方案。
12、在一些實(shí)施例中，在步驟s1中，巖性物理特征參數(shù)及分布范圍包括地層水礦化度、儲層巖性、粘土礦物組分及含量分布范圍、非粘土礦物組分及含量分布范圍、粒徑分布范圍、孔隙度、滲透率和體積密度物性參數(shù)分布范圍。
13、在一些實(shí)施例中，在步驟s3中，蒸餾水的質(zhì)量為礦物顆粒總質(zhì)量的15-25%，以使混合物完全浸潤但不會有多余可流動的水浮于混合物表面。
14、在一些實(shí)施例中，在步驟s4中，壓制壓力不超過2.5mpa，壓制時(shí)間為2-4小時(shí)。
15、在一些實(shí)施例中，在步驟s5中，含水量指蒸餾水質(zhì)量占混合物總質(zhì)量的百分比，設(shè)定含水量為30-50%；含水量通過稱重法確定，確定方法為：記錄加入巖心模具的礦物質(zhì)量和蒸餾水質(zhì)量，混合物壓制完成后記錄當(dāng)前下狀態(tài)質(zhì)量，利用公式（1）計(jì)算含水量，公式（1）表示為：
16、（1）
17、式中，為含水量，為加入巖心模具的礦物質(zhì)量，為加入巖心模具的蒸餾水質(zhì)量，為壓制完成的混合物第一次烘干后的質(zhì)量。
18、在一些實(shí)施例中，在步驟s6中，對切割后的初始巖樣進(jìn)行表面打磨處理的具體方法為：使用1000-2000目的砂紙對初始巖樣表面進(jìn)行打磨，打磨表面不平整的部分，使表面光滑平整，兩端面平行，平行角度誤差不超過0.05°，巖樣兩端面與巖性軸線垂直，垂直角度誤差不超過0.25°。
19、在一些實(shí)施例中，在步驟s7中，采用紗網(wǎng)、中空環(huán)帽和熱縮膜對經(jīng)過打磨處理后的初始巖樣進(jìn)行加固處理的具體方法為：
20、在打磨后的初始巖樣兩端各加一片滲透性紗網(wǎng)，在紗網(wǎng)上添加中空環(huán)帽，并使紗網(wǎng)、中空環(huán)帽與初始巖樣端面本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，其步驟為：
2.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟S1中，巖性物理特征參數(shù)及分布范圍包括地層水礦化度、儲層巖性、粘土礦物組分及含量分布范圍、非粘土礦物組分及含量分布范圍、粒徑分布范圍、孔隙度、滲透率和體積密度物性參數(shù)分布范圍。
3.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟S3中，蒸餾水的質(zhì)量為礦物顆粒總質(zhì)量的15-25%，以使混合物完全浸潤但不會有多余可流動的水浮于混合物表面。
4.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟S4中，壓制壓力不超過2.5MPa，壓制時(shí)間為2-4小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟S5中，含水量指蒸餾水質(zhì)量占混合物總質(zhì)量的百分比，設(shè)定含水量為30-50%；含水量通過稱重法確定，確定方法為：記錄加入巖心模具的礦物質(zhì)量和蒸餾水質(zhì)量，混合物壓制完成后記錄當(dāng)前下狀態(tài)質(zhì)量，利用公式
6.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟S6中，對切割后的初始巖樣進(jìn)行表面打磨處理的具體方法為：使用1000-2000目的砂紙對初始巖樣表面進(jìn)行打磨，打磨表面不平整的部分，使表面光滑平整，兩端面平行，平行角度誤差不超過0.05°，巖樣兩端面與巖性軸線垂直，垂直角度誤差不超過0.25°。
7.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟S7中，采用紗網(wǎng)、中空環(huán)帽和熱縮膜對經(jīng)過打磨后的初始巖樣進(jìn)行加固處理的具體方法為：在打磨后的初始巖樣兩端各加一片滲透性紗網(wǎng)，在紗網(wǎng)上添加中空環(huán)帽，并使紗網(wǎng)、中空環(huán)帽與初始巖樣端面緊密貼合，再用熱縮膜包裹初始巖樣側(cè)面，對初始巖樣進(jìn)行加熱，使熱縮膜完全貼合初始巖樣整個(gè)側(cè)面，無氣泡或空隙；
8.如權(quán)利要求7所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，紗網(wǎng)孔徑大于初始巖樣礦物顆粒的粒徑中值，紗網(wǎng)尺寸小于等于初始巖樣端面尺寸，紗網(wǎng)厚度不超過0.5mm；中空環(huán)帽外環(huán)尺寸與初始巖樣端面尺寸，中空環(huán)帽內(nèi)環(huán)尺小于紗網(wǎng)尺寸，中空環(huán)帽的外環(huán)直徑或外環(huán)外接圓直徑為中空環(huán)帽的內(nèi)環(huán)直徑或內(nèi)環(huán)外接圓直徑加兩倍中空環(huán)帽厚度；熱縮膜長度不低于初始巖樣長度的1.5倍。
9.如權(quán)利要求7所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟S8中，還包括以下步驟：檢查加固后的初始巖樣是否完全被包裹在熱縮膜內(nèi)，紗網(wǎng)和中空環(huán)帽是否牢固固定在初始巖樣上，當(dāng)出現(xiàn)熱縮膜破損、紗網(wǎng)松動、中空環(huán)帽錯(cuò)位中的至少一個(gè)時(shí)，對加固初始巖樣進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)。
10.一種模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，其步驟為：
2.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟s1中，巖性物理特征參數(shù)及分布范圍包括地層水礦化度、儲層巖性、粘土礦物組分及含量分布范圍、非粘土礦物組分及含量分布范圍、粒徑分布范圍、孔隙度、滲透率和體積密度物性參數(shù)分布范圍。
3.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟s3中，蒸餾水的質(zhì)量為礦物顆粒總質(zhì)量的15-25%，以使混合物完全浸潤但不會有多余可流動的水浮于混合物表面。
4.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟s4中，壓制壓力不超過2.5mpa，壓制時(shí)間為2-4小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟s5中，含水量指蒸餾水質(zhì)量占混合物總質(zhì)量的百分比，設(shè)定含水量為30-50%；含水量通過稱重法確定，確定方法為：記錄加入巖心模具的礦物質(zhì)量和蒸餾水質(zhì)量，混合物壓制完成后記錄當(dāng)前下狀態(tài)質(zhì)量，利用公式（1）計(jì)算含水量，公式（1）表示為：
6.如權(quán)利要求1所述模擬淺層未成巖未膠結(jié)儲層的柱塞巖樣制備方法，其特征在于，在步驟s6中，對切割后的初始巖樣進(jìn)行表面打磨處理的具體方法為：使用1000-2000目的砂紙對初始巖樣表面進(jìn)行打磨，打磨表面不平整的部分，使表面光滑平整，兩端面平行，平行角度誤...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏周拓，鄧少貴，彭志誠，吳晨珺，劉兵開，李智強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：中國石油大學(xué)華東，
類型：發(fā)明
國別省市：
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