CN109100191A - 一种人造致密岩芯及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于力学技术领域，涉及一种人造致密岩芯及制备方法，其解决了现有人造致密岩芯不能满足1微米以下的实验要求等问题。本致密岩芯包括壳体，壳体内间隔插接有若干根亚微米级的石英毛细管，各石英毛细管均沿壳体的长度方向设置且相互平行，致密岩芯还包括能够使石英毛细管固定于壳体内的定位机构。本制备方法包括如下步骤：1)备好壳体；2)截取亚微米级的石英毛细管；3)将石英毛细管段逐一填充到壳体中，并用双组分胶粘剂固定和密封***；4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。本发明的人造致密岩芯可满足1微米以下的实验要求。
Description
技术领域
本发明属于力学技术领域，涉及一种人造致密岩芯及制备方法。
背景技术
随着我国对油气资源需求量不断加大及相关油气田开发技术的成熟，非常规油气藏资源逐渐占据重要地位。其中致密油气藏是重要的一种资源，我国各油区探明的致密油藏储量规模较大。
致密油层以渗透率低、孔隙度小、包含了大量的纳米尺度的孔隙为主要特点，流体在其中的流动不再符合传统的达西定律。而我国的致密油藏主要为陆相沉积，地质结构复杂，与国外的致密油藏有较大差异，无法套用其经验，因此对其渗流机理的研究成了提高我国致密油气藏开发的关键。
申请人曾向国家知识产权局申请过一篇名为“一种超低渗透岩芯及其制备方法(CN 106866155 A)”的发明专利，该专利中的超低渗透岩芯含有β-Si3N4、黏土、碳粉、BN及CaF2，其制备方法包括如下步骤：1)将不同组分的配料加水充分揉和；2)将揉和后的粉末放入模具中，然后将模具放入烧结炉中，在高温下进行烧结，经升温、保温、冷却后制成大块陶瓷；3)将步骤2)所得的大块陶瓷进行标准岩心的切割。
目前对致密油藏非线性渗流研究的实验手段包括岩芯实验和微管实验，但是当微管的内径小于1微米后，流量的检测较为困难。为此，设计一种能够较为简单的方式测量内径小于1微米的微管实验的流量的方法，成为当务之急。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种人造致密岩芯，本发明所要解决的技术问题是：如何使本人造致密岩芯能够满足1微米以下的实验要求。
本发明的第二个目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种人造致密岩芯的制备方法，本发明所要解决的技术问题是：如何制造能够满足1微米以下实验要求的人造致密岩芯。
本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：
一种人造致密岩芯，其特征在于，所述致密岩芯包括壳体，所述壳体内间隔插接有若干根亚微米级的石英毛细管，各石英毛细管均沿所述壳体的长度方向设置且相互平行，所述致密岩芯还包括能够使所述石英毛细管固定于壳体内的定位机构。
其工作原理如下：本人造致密岩芯中的石英毛细管采用亚微米级制成，其粒度直径为100nm～1.0μm，因此，可使得本致密岩芯能满足1微米以下的实验要求。并且可根据实际的需求，调整选用直径不同的石英毛细管。
在上述的一种人造致密岩芯中，所述定位机构包括填设于石英毛细管与壳体内壁之间的双组分胶粘剂。通过将双组分胶粘剂可实现将石英毛细管固定于壳体内。
在上述的一种人造致密岩芯中，所述壳体采用3D打印制成。壳体采用3D打印制成，可根据实验的需求自由选择壳体的内径和长度。
本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：
一种人造致密岩芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)备好壳体；
2)截取亚微米级的石英毛细管；
3)将所述石英毛细管段逐一填充到壳体中，并用双组分胶粘剂固定和密封***；
4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。
其工作原理如下：由于本人造致密岩芯中的石英毛细管采用亚微米级制成，其粒度直径为100nm～1.0μm，因此，可使得本致密岩芯能满足1微米以下的实验要求。并且可根据实际的需求，调整选用直径不同的石英毛细管。
在上述的一种人造致密岩芯的制备方法中，所述壳体采用3D打印技术制成。壳体采用3D打印制成，可根据实验的需求自由选择壳体的内径和长度。
在上述的一种人造致密岩芯的制备方法中，所述壳体为长20-50mm，外径为25mm，壁厚为1mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本人造致密岩芯整体结构合理紧凑，岩芯的孔隙达到亚微米级别。通过调整填充不同内径的石英毛细管，可以控制所制岩芯的孔隙大小，可以满足实验所需亚微米孔隙大小的岩芯的需求。更加简单的实现低渗透油藏非线性渗流测试，测试的流体可以是液体的水、油，也可以为其他各类气体。为低渗透油藏的渗流机理研究提供便利，以提升油藏开发的技术。
附图说明
图1是本人造致密岩芯的剖视图。
图2是本人造致密岩芯的俯视图。
图中，1、壳体；2、毛细石英管；3、双组分胶粘剂。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2所示，本致密岩芯包括壳体1，壳体1内间隔插接有若干根亚微米级的石英毛细管，各石英毛细管均沿壳体1的长度方向设置且相互平行，致密岩芯还包括能够使石英毛细管固定。具体来讲，本实施例中，定位机构包括填设于各石英毛细管之间的双组分胶粘剂3。而壳体1采用3D打印制成。
而本致密岩芯的制备方法包括如下步骤：
1)备好壳体1，其中，壳体1的尺寸优选为以下尺寸：壳体1为长20-50mm，外径为25mm，壁厚为1mm，且采用3D打印技术制成
2)截取亚微米级的石英毛细管；
3)将石英毛细管段逐一填充到壳体1中，并用双组分胶粘剂3固定和密封***；
4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。
具体到各具体优选实施中，可采用如下步骤：
实施例一：
1)备好壳体1，其中，壳体1的尺寸优选为以下尺寸：壳体1长为20，外径为25mm，壁厚为1mm，且采用3D打印技术制成
2)截取亚微米级的石英毛细管，长度为17-18mm
3)将2000根石英毛细管段逐一填充到壳体1中，并用双组分胶粘剂3固定和密封***；注意保证每根亚微米管内部畅通，微米管外密封。
4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。
实施例二：
1)备好壳体1，其中，壳体1的尺寸优选为以下尺寸：壳体1为长30mm，外径为25mm，壁厚为1mm，且采用3D打印技术制成
2)截取长度为27-28mm亚微米级的石英毛细管；
3)将3000根石英毛细管段逐一填充到壳体1中，并用双组分胶粘剂3固定和密封***；
4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。
实施例三：
1)备好壳体1，其中，壳体1的尺寸优选为以下尺寸：壳体1为长50mm，外径为25mm，壁厚为1mm，且采用3D打印技术制成
2)截取长度为47-48mm亚微米级的石英毛细管；
3)将4000根石英毛细管段逐一填充到壳体1中，并用双组分胶粘剂3固定和密封***；
4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。
实施例四：
1)备好壳体1，其中，壳体1的尺寸优选为以下尺寸：壳体1为长40mm，外径为25mm，壁厚为1mm，且采用3D打印技术制成
2)截取长度为37-38mm亚微米级的石英毛细管；
3)将2000根石英毛细管段逐一填充到壳体1中，并用双组分胶粘剂3固定和密封***；
4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种人造致密岩芯及制备方法，其特征在于，所述致密岩芯包括壳体(1)，所述壳体(1)内间隔插接有若干根亚微米级的石英毛细管，各石英毛细管均沿所述壳体(1)的长度方向设置且相互平行，所述致密岩芯还包括能够使所述石英毛细管固定于壳体(1)内的定位机构。
2.根据权利要求1所述的人造致密岩芯，其特征在于，所述定位机构包括填设于各石英毛细管之间的双组分胶粘剂(3)。
3.根据权利要求2所述的人造致密岩芯，其特征在于，所述壳体(1)采用3D打印制成。
4.一种人造致密岩芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)备好壳体(1)；
2)截取亚微米级的石英毛细管；
3)将所述石英毛细管段逐一填充到壳体(1)中，并用双组分胶粘剂(3)固定和密封***；
4)形成毛管束模型，并对毛管束模型进行封装，所得即为致密岩芯。
5.根据权利要求4所述的人造致密岩芯的制备方法，其特征在于，所述壳体(1)采用3D打印技术制成。
6.根据权利要求5所述的人造致密岩芯的制备方法，其特征在于，所述壳体(1)长为20-50mm，外径为25mm，壁厚为1mm。
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