CN110376033A - 一种高强度缝洞型岩心及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度缝洞型岩心及其制作方法。属于提高采收率技术领域。本发明在岩心原料中添加了CaCO3、MgCO3、FeCO3三种物质,充分契合了碳酸岩缝洞型藏油的物性特征;本发明提出了以β‑D‑葡萄糖结晶为填充物,在岩心胶结后,采用高倍数地层水驱,形成了岩心内的缝洞结构;本发明提出了以微波快速胶结环氧树脂制作岩心的方法,运用微波分次作用,即避免了环氧树脂老化现象,又节约时间及成本;本发明考虑了气驱等高压驱动方式,采用碳纤维环氧树脂进行浇注,岩心承压强度达到普通环氧树脂浇注岩心的1.8倍以上。
Description
技术领域
本发明属于提高采收率技术领域,具体涉及一种高强度缝洞型岩心及其制作方法。
背景技术
碳酸盐岩油藏在全球油气资源中占有着十分重要的位置,据统计,碳酸盐岩分布占全球沉积岩总面积的20%,规模比较大;世界碳酸岩油气探明可采总量为1434.5亿吨。碳酸盐岩油田的可采储量一般情况下也比较大,平均可采储量是砂岩大油田平均可采储量的2倍左右;并且碳酸盐岩油气藏中有30%以上为缝洞型油气藏。我国也有近 300×104 km2的碳酸盐岩分布,约占陆上国土面积的1/3,其中塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地和华北地区广泛发育,为潜在的油气勘探区;这类油藏的储层经历多次构造运动,受风化、剥蚀和淋滤作用影响较大,因此该类油藏储层连续性差,非均质性强,裂缝、溶洞、断层发育。储集空间以先期构造运动加之岩溶、变质和风化淋滤等地质作用形成的孔、洞、穴和裂缝等构造储集空间为主,其中大型溶洞是最主要的储集空间,裂缝既是有效的储集空间,也是主要的渗流通道。
由于人工取心成本高,且取心量有限,因而实验室常用人造岩心进行驱替实验。现有的人造岩心如专利号为CN201400193610,提供了一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法,CN201721194236.9,提供了一种缝洞型人造岩心,但以上制作的人造岩心还存在以下问题:(1)契合缝洞型碳酸盐岩储层物性特征程度较低。(2)常规缝洞型岩心采用无机盐晶体,当采用该类岩心进行岩心岩电参数实验时,由于岩心内部存在大量无机盐,会导致岩心测试电阻率不够精确;(3)常规岩心制作需要在高温箱“100~120℃”条件下,烘烤5-8小时,长时间的烘烤会使环氧树脂在一定程度上存在老化现象;(4)当浇注岩心尺寸大,承压时表面易发生断裂,导致实验失败。因此,亟需发明一种高强度缝洞型岩心及其制作方法以解决上述存在的问题。
发明内容
本发明的目的是发明了一种高强度缝洞型岩心及其制作方法,以解决上述背景技术中人造岩心存在的缝洞型碳酸盐岩储层物性契合性差、岩心测试电阻率不精确;岩心制作周期长,老化现象严重、承压时表面易发生断裂等现象。为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案内容如下:
一种高强度缝洞型岩心,按其各组分占的重量百分比胶结成缝洞型岩心坯,由如下原料得到:
石英砂5~7份;
单糖0.5~2份;
黏土0.5~1份;
环氧树脂 0.5~1.5份;
固化剂 0.02~0.2份;
CaCO3 0.5~0.8份;
MgCO3 0.05~0.1份;
FeCO30.05~0.1份;
所述缝洞型岩心坯为正六面体,所述高强度缝洞型岩心坯表面浇注0.5~2cm厚度碳纤维环氧树脂,其碳纤维环氧树脂按其各组分占的重量百分比,由如下原料得到:
碳纤维 1~2份;
环氧树脂 5~15份;
固化剂 0.2~2份。
用于制备上述高强度缝洞型岩心的方法,包括以下步骤:
步骤一:将石英砂以及单糖分别过筛,将缝洞型岩心坯的原料按照原料配比混合后搅拌,均匀放入矩形模具中施压1~8MPa,10~30min;
步骤二:将经由步骤一中得到的产出物放入微波炉中,采用350W~450W功率固化 20~30min;
步骤三:将碳纤维、环氧树脂和固化剂分别按照原料配比混合后搅拌,均匀平铺在经由步骤二所得到的产出物表面 ,厚度范围在0.5~2 cm;
步骤四:将经由步骤三得到的产出物放入微波炉中,采用350W~450W功率固化 固化时间范围在60~90min,得到高强度缝洞型岩心。
优选的,所述石英砂的目数为80~100目、100~200目、200目以上;所述单糖为β-D-葡萄糖;所述单糖的目数为20~60目、60~100目、100目以上;所述固化剂为乙二胺;所述碳纤维为T700型碳纤维。
本发明具有如下有益效果:(1)本发明在岩心原料中添加了CaCO3、MgCO3、FeCO3三种物质,充分契合了碳酸岩缝洞型藏油的物性特征;(2)本发明提出了以β-D-葡萄糖结晶为填充物,在岩心胶结后,采用高倍数地层水驱,形成了岩心内的缝洞结构;(3)本发明提出了以微波快速胶结环氧树脂制作岩心的方法,运用微波分次作用,即避免了环氧树脂老化现象,又节约时间及成本;(4)本发明考虑了气驱等高压驱动方式,采用碳纤维环氧树脂进行浇注,岩心承压强度达到普通环氧树脂浇注岩心的1.8倍以上。
附图说明:
图1是本发明一种高强度缝洞型岩心剖面结构示意图;
图2是3MPa-8%黏土条件下单糖含量与渗透率变化关系;
图3是400W微波固化环氧树脂固化度-时间关系;
图4 是碳纤维含量-复合材料抗压强度关系;
图5 是固化剂含量-复合材料抗压强度关系
说明书附图1中:1-溶洞。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步说明:
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
具体实施例1
如说明书附图1~5,在本实施例中,按其各组分占的重量百分比胶结成缝洞型岩心丕,原料如下:石英砂600 g、单糖80 g、黏土50 g、环氧树脂80 g、固化剂5 g、CaCO35g、MgCO3 5g、FeCO3 5g,缝洞型岩心丕原料中石英砂目数为130目、单糖为60目,缝洞型岩心丕为正六面体,在高强度缝洞型岩心丕表面浇注1.2cm厚度碳纤维环氧树脂,其碳纤维环氧树脂按其各组分占的重量百分比,原料为:碳纤维30g、环氧树脂 160g、固化剂 10g,其中葡萄糖为β-D-葡萄糖、固化剂为乙二胺、碳纤维为T700型碳纤维。
首先将石英砂过80目筛网,将β-D-葡萄糖过40目筛网,将分别过筛的石英砂 600g,β-D-葡萄糖 80 g以及黏土 50 g、CaCO3 5g 、MgCO3 5 g、FeCO3 5 g充分混合搅拌,倒入搅拌槽内。将 5 g的乙二胺倒入装有 80 g环氧树脂的烧杯内搅拌 30 s,再将添加固化剂的环氧树脂倒入搅拌槽内。用手将搅拌槽内的原料揉搓,待搅拌槽内的原料充分搅拌为颗粒状后,再次过40目筛。将过筛后的原料均匀放入液压机内的矩形模具内,加压 5 MPa,15min后,取出胶结的缝洞型岩心丕,将其放入微波炉中,采用400W功率固化20min。
称取环氧树脂 160 g、碳纤维30 g、固化剂 10 g,倒入烧杯内搅拌 1 min,将固化的缝洞型岩心丕放入浇注槽内,倒入搅拌好的碳纤维环氧树脂倒入浇注槽内,将岩心表面浇注 1.2 cm的碳纤维环氧树脂,将浇注槽放入微波炉中固化 80 min后取出,形成编号为1号的高强度缝洞型岩心。使用时,根据不同实验用途,采用模拟地层水冲洗高强度缝洞型岩心,直至产出液体符合标准后停止冲洗,测量其水测渗透率为4837mD。
具体实施例2
如说明书附图1~5,在本实施例中,按其各组分占的重量百分比胶结成缝洞型岩心丕,原料如下:石英砂1800 g、单糖240 g、黏土150 g、环氧树脂240 g、固化剂15 g、CaCO315g、MgCO3 15 g、FeCO3 15g,缝洞型岩心丕原料中石英砂目数为100目、单糖为40目,缝洞型岩心丕为正六面体,在高强度缝洞型岩心丕表面浇注1.2cm厚度碳纤维环氧树脂,其碳纤维环氧树脂按其各组分占的重量百分比,原料为:碳纤维90g、环氧树脂 480g、固化剂 30g,其中葡萄糖为β-D-葡萄糖、固化剂为乙二胺、碳纤维为T700型碳纤维。
首先将石英砂过180目筛网,将β-D-葡萄糖过80目筛网,将分别过筛的石英砂1800 g,β-D-葡萄糖 240 g以及黏土 150 g、CaCO3 15g 、MgCO3 15 g、FeCO3 15 g充分混合搅拌,倒入搅拌槽内。将 15 g的乙二胺倒入装有 240 g环氧树脂的烧杯内搅拌 30 s,再将添加固化剂的环氧树脂倒入搅拌槽内。用手将搅拌槽内的原料揉搓,待搅拌槽内的原料充分搅拌为颗粒状后,再次过20目筛。将过筛后的原料均匀放入液压机内的矩形模具内,加压5 MPa,15 min后,取出胶结的缝洞型岩心丕,将其放入微波炉中,采用400W功率固化20min。
称取环氧树脂 480 g、碳纤维90 g、固化剂 30 g,倒入烧杯内搅拌 1 min,将固化的缝洞型岩心丕放入浇注槽内,倒入搅拌好的碳纤维环氧树脂倒入浇注槽内,将岩心表面浇注 1.2 cm的碳纤维环氧树脂,将浇注槽放入微波炉中固化 80 min后取出,形成编号为2号的高强度缝洞型岩心。使用时,根据不同实验用途,采用模拟地层水冲洗高强度缝洞型岩心,直至产出液体符合标准后停止冲洗,测量其水测渗透率为2876 mD。
具体实施例3
如说明书附图1~5,在本实施例中,按其各组分占的重量百分比胶结成缝洞型岩心丕,原料如下:石英砂3000 g、单糖400 g、黏土250 g、环氧树脂400 g、固化剂25 g、CaCO325g、MgCO3 25 g、FeCO3 25g,缝洞型岩心丕原料中石英砂目数为100目、单糖为40目,缝洞型岩心丕为正六面体,在高强度缝洞型岩心丕表面浇注1.2cm厚度碳纤维环氧树脂,其碳纤维环氧树脂按其各组分占的重量百分比,原料为:碳纤维150g、环氧树脂 800g、固化剂 50g,其中葡萄糖为β-D-葡萄糖、固化剂为乙二胺、碳纤维为T700型碳纤维。
首先将石英砂过240目筛网,将β-D-葡萄糖过120目筛网,将分别过筛的石英砂3000 g,β-D-葡萄糖 400 g以及黏土 250 g、CaCO3 25g 、MgCO3 25 g、FeCO3 25 g充分混合搅拌,倒入搅拌槽内。将 25 g的乙二胺倒入装有 400 g环氧树脂的烧杯内搅拌 30 s,再将添加固化剂的环氧树脂倒入搅拌槽内。用手将搅拌槽内的原料揉搓,待搅拌槽内的原料充分搅拌为颗粒状后,再次过20目筛。将过筛后的原料均匀放入液压机内的矩形模具内,加压5 MPa,15 min后,取出胶结的缝洞型岩心丕,将其放入微波炉中,采用400W功率固化20min。
称取环氧树脂 800 g、碳纤维150 g、固化剂 50 g,倒入烧杯内搅拌 1 min,将固化的缝洞型岩心丕放入浇注槽内,倒入搅拌好的碳纤维环氧树脂倒入浇注槽内,将岩心表面浇注 1.2 cm的碳纤维环氧树脂,将浇注槽放入微波炉中固化 80 min后取出,形成编号为3号的高强度缝洞型岩心。使用时,根据不同实验用途,采用模拟地层水冲洗高强度缝洞型岩心,直至产出液体符合标准后停止冲洗,测量其水测渗透率为1216 mD。
制备的高强度缝洞型岩心与普通环氧树脂岩心的承压强度对比见表1。
表1 两种岩心承压强度对比表
由表1的实验数据得到,本发明制备的高强度缝洞型岩心的承压强度是普通环氧树脂岩心的1.8倍以上。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种高强度缝洞型岩心,其特征在于,按其各组分占的重量百分比胶结成缝洞型岩心坯,由如下原料得到:
石英砂5~7份;
单糖0.5~2份;
黏土0.5~1份;
环氧树脂 0.5~1.5份;
固化剂 0.02~0.2份;
CaCO3 0.5~0.8份;
MgCO3 0.05~0.1份;
FeCO30.05~0.1份;
所述缝洞型岩心坯为正六面体,所述高强度缝洞型岩心坯表面浇注0.5~2cm厚度碳纤维环氧树脂,其碳纤维环氧树脂按其各组分占的重量百分比,由如下原料得到:
碳纤维 1~2份;
环氧树脂 5~15份;
固化剂 0.2~2份。
2.一种用于制备权利要求1所述高强度缝洞型岩心的方法,包括以下步骤:
步骤一:将石英砂以及单糖分别过筛,将缝洞型岩心坯的原料按照权利要求1中所述的原料配比混合后搅拌,均匀放入矩形模具中施压1~8MPa,10~30min;
步骤二:将经由步骤一中得到的产出物放入微波炉中,采用350W~450W功率固化 20~30min;
步骤三:将碳纤维、环氧树脂和固化剂分别按照权利要求1中所述的原料配比混合后搅拌,均匀平铺在经由步骤二所得到的产出物表面 ,厚度范围在0.5~2 cm;
步骤四:将经由步骤三得到的产出物放入微波炉中,采用350W~450W功率固化 固化时间范围在60~90min,得到高强度缝洞型岩心。
3.根据权利要求1所述一种高强度缝洞型岩心,其特征在于,所述石英砂的目数为80~100目、100~200目、200目以上。
4.根据权利要求1所述一种高强度缝洞型岩心,其特征在于,所述单糖为β-D-葡萄糖。
5.根据权利要求1或3所述一种高强度缝洞型岩心,其特征在于,所述单糖的目数为20~60目、60~100目、100目以上。
6.根据权利要求1所述一种高强度缝洞型岩心,其特征在于,所述固化剂为乙二胺。
7.根据权利要求1所述一种高强度缝洞型岩心,其特征在于,所述碳纤维为T700型碳纤维。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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