CN107817142B - 一种页岩双重介质人造岩芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开发实验技术领域，尤其涉及一种页岩双重介质人造岩芯及其制备方法，以页岩双重介质人造岩芯总质量为基准，所述页岩双重介质人造岩芯由以下质量百分含量的原料组成：环氧树脂15～25％，石英砂25～75％和多孔氧化铝薄膜10～60％。利用多孔氧化铝薄膜模拟岩石基质，提供纳米孔隙，石英砂提供微米孔隙，即提供了两种不同渗流能力的多孔介质，能够模拟微纳米尺度下页岩双重多孔介质的特性，满足了不同实验所要求的岩芯参数。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发实验技术领域，尤其涉及一种准确度高、模拟性好的页岩双重介质人造岩芯及其制备方法。
背景技术
双重介质是指同时具有两种不同渗流能力的多孔介质，如裂缝-孔隙型。具有双重介质结构的岩石是良好的油气储集场所之一，研究双重介质岩石物性会对油气的勘探与开发产生指导性作用。目前对于含有裂缝或孔洞岩心获取的方法主要是通过钻井取心方式获得天然岩心，但是天然岩芯钻取存在着成本高、周期长、重复性差等缺点，质量难以保证，在物性模拟实验中，人们往往使用人造岩芯进行实验测试。另外，天然岩芯具有较强的非均质性和各向异性，为更好的模拟实际储层岩石物性，寻找一种页岩双重介质人造岩芯的制备方法十分重要。
发明内容
本发明为了克服石油开发实验中天然岩芯获取成本高、重复性差的问题，提供了一种准确度高、模拟性好的页岩双重介质人造岩芯，以模拟实际地层岩石较强的非均质性和各向异性，提高实验的准确性。
本发明还提供了一种工艺简单的页岩双重介质人造岩芯的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种页岩双重介质人造岩芯，以页岩双重介质人造岩芯总质量为基准，所述页岩双重介质人造岩芯由以下质量百分含量的原料组成：环氧树脂15～25％，石英砂25～75％和多孔氧化铝薄膜10～60％。
本发明采用上述配方制成的页岩双重介质人造岩芯，能够提供两种不同渗流能力的多孔介质，满足了不同实验所需求的岩芯参数。此外，制作页岩双重介质人造岩芯所需材料均是常规材料，来源广。页岩是典型的双重多孔介质，本发明的页岩双重介质人造岩芯满足了微纳米尺度下页岩双重多孔介质的特性，为页岩气高效开发提供室内实验材料。本发明的配方组分的作用原理为：利用多孔氧化铝薄膜模拟岩石基质，石英砂模拟微裂缝，构成双重多孔介质，能够满足不同石油开发实验的要求。
作为优选，所述石英砂的粒径为100～1200目。
作为优选，所述多孔氧化铝薄膜的孔径为10～100nm。
一种页岩双重介质人造岩芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)将多孔氧化铝薄膜破碎，筛出多孔氧化铝碎屑颗粒；
(2)按照上述配比分别称取环氧树脂，石英砂、和多孔氧化铝薄膜碎屑颗粒，将各组分混合并搅拌均匀；
(3)将上述混合物放入人造岩芯制作模具中，缓慢升压并压实，静置后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(4)将上述毛坯人造岩芯脱模后放入烘干箱，烘干固化，并自然冷却至常温；
(5)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得页岩双重介质人造岩芯成品。
作为优选，步骤(1)中，所述多孔氧化铝碎屑颗粒的粒径为20～100目。
作为优选，步骤(3)中，缓慢升压至5～15MPa压实，静置2～5h后卸压脱模。
作为优选，步骤(4)中，烘干温度为80～120℃，烘干时间为12～24h。
因此，本发明具有如下有益效果：利用多孔氧化铝薄膜模拟岩石基质，提供纳米孔隙，石英砂提供微米孔隙，即提供了两种不同渗流能力的多孔介质，真实模拟了微纳米尺度下页岩双重多孔介质的特性，满足了不同实验所要求的岩芯参数。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
(1)将孔径为10nm的多孔氧化铝薄膜破碎，筛出粒径为20～50目的多孔氧化铝碎屑颗粒和粒径为100～500目的石英砂；
(2)以页岩双重介质人造岩芯总质量为基准，按照以下配比分别称取环氧树脂15％，石英砂25％和多孔氧化铝薄膜碎屑颗粒60％，将各组分混合并搅拌均匀；
(3)将上述混合物放入人造岩芯制作模具中，缓慢升压至5MPa压实，静置5h后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(4)将上述毛坯人造岩芯脱模后放入烘干箱，烘干固化，烘干温度为80℃，烘干时间为24h，并自然冷却至常温；
(5)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得页岩双重介质人造岩芯成品。
实施例2
(1)将孔径为100nm的多孔氧化铝薄膜破碎，筛出粒径为40～60目的多孔氧化铝碎屑颗粒和粒径为300～700目的石英砂；
(2)以页岩双重介质人造岩芯总质量为基准，按照以下配比分别称取环氧树脂25％，石英砂45％和多孔氧化铝薄膜碎屑颗粒30％，将各组分混合并搅拌均匀；
(3)将上述混合物放入人造岩芯制作模具中，缓慢升压至15MPa压实，静置2h后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(4)将上述毛坯人造岩芯脱模后放入烘干箱，烘干固化，烘干温度为120℃，烘干时间为12h，并自然冷却至常温；
(5)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得页岩双重介质人造岩芯成品。
实施例3
(1)将孔径为50nm的多孔氧化铝薄膜破碎，筛出平均粒径为50～100目的多孔氧化铝碎屑颗粒和粒径为800～1200目的石英砂；
(2)以页岩双重介质人造岩芯总质量为基准，按照以下配比分别称取环氧树脂15％，石英砂75％和多孔氧化铝薄膜碎屑颗粒10％，将各组分混合并搅拌均匀；
(3)将上述混合物放入人造岩芯制作模具中，缓慢升压至10MPa压实，静置3h后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
(4)将上述毛坯人造岩芯脱模后放入烘干箱，烘干固化，烘干温度为100℃，烘干时间为16h，并自然冷却至常温；
(5)将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得页岩双重介质人造岩芯成品。
利用氮气吸附法对本发明实施例1-3制得的页岩双重介质人造岩芯成品的微裂缝和孔隙分布占比做检测，结果如表1所示：
表1.检测结果
由表1可以看出，本发明实施例1-3的页岩双重介质人造岩芯，提供了两种不同渗流能力的多孔介质，能够模拟微纳米尺度下页岩双重多孔介质的特性，满足不同实验所要求的岩芯参数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (4)
1.一种页岩双重介质人造岩芯，其特征在于，以页岩双重介质人造岩芯总质量为基准，所述页岩双重介质人造岩芯由以下质量百分含量的原料组成：环氧树脂15~25%，石英砂25~75%和多孔氧化铝薄膜10～60%；所述多孔氧化铝薄膜的孔径为10~100nm；所述石英砂的粒径为100~1200目；
所述页岩双重介质人造岩芯的制备方法，包括以下步骤：
（1）将多孔氧化铝薄膜破碎，筛出多孔氧化铝碎屑颗粒；所述多孔氧化铝碎屑颗粒的粒径为20~100目；
（2）按照上述配比分别称取环氧树脂，石英砂和多孔氧化铝薄膜碎屑颗粒，将各组分混合并搅拌均匀；
（3）将上述混合物放入人造岩芯制作模具中，缓慢升压至5~15MPa并压实，静置后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
（4）将上述毛坯人造岩芯脱模后放入烘干箱，烘干固化，并自然冷却至常温；
（5）将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得页岩双重介质人造岩芯成品。
2.一种如权利要求1所述的页岩双重介质人造岩芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将多孔氧化铝薄膜破碎，筛出多孔氧化铝碎屑颗粒；
（2）按照上述配比分别称取环氧树脂，石英砂和多孔氧化铝薄膜碎屑颗粒，将各组分混合并搅拌均匀；
（3）将上述混合物放入人造岩芯制作模具中，缓慢升压并压实，静置后卸压脱模，得到毛坯人造岩心；
（4）将上述毛坯人造岩芯脱模后放入烘干箱，烘干固化，并自然冷却至常温；
（5）将上述烘干并冷却后的毛坯人造岩芯，利用岩石切割机和抛光机制得页岩双重介质人造岩芯成品。
3.根据权利要求2所述的页岩双重介质人造岩芯的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，静置2~5h后卸压脱模。
4.根据权利要求2所述的页岩双重介质人造岩芯的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，烘干温度为80~120℃，烘干时间为12~24h。
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