CN1664546A

CN1664546A - 石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法

Info

Publication number: CN1664546A
Application number: CN 200510063665
Authority: CN
Inventors: 卢祥国; 宋合龙; 王景盛
Original assignee: Daqing Petroleum Institute
Current assignee: Daqing Petroleum Institute
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: CN1304830C

Abstract

本发明涉及一种石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法。主要解决了用多层岩心制作的非均质模型来模拟地层的非均质性的问题。该模型的制作主要包括下列几个步骤：(1)组装模具、(2)配料、(3)拌砂、(4)装砂、(5)加压成型、(6)加温固化、(7)密封处理。石英砂环氧树脂胶结模型能够比较真实地反映实际油藏孔隙结构特征、表面性质和非均质性，可以用于水驱或化学驱开发参数优选和化学助剂性能评价。

Description

石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法

技术领域：

本发明涉及一种用于评价油田化学助剂性能及其注入参数的非均质模型，属于一种石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法。

背景技术：

在非均质油藏注水开发过程中，由于高渗透层流动阻力小，吸水量大，原油采出程度高。与此相反，中低渗透层因流动阻力大、吸水量小而采出程度低。长期以来，如何减少高渗透吸水量、增加中低渗透吸水量即调整吸液剖面(简称调剖)是困扰油田开发的技术难题之一。目前，非均质油藏调剖的主要技术措施是封堵高渗透层。市场上具备某种调剖功能的化学助剂往往有许多，这就需要对其性能进行评价和产品优选。石英砂环氧树脂胶结非均质模型能够比较真实地模拟油藏非均质，可以替代实际油藏来评价化学助剂的性能。

发明内容：

本发明提供一种石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法，石英砂环氧树脂胶结模型能够比较真实地反映实际油藏孔隙结构特征、表面性质和非均质性，可以用于水驱或化学驱开发参数优选和化学助剂性能评价。

本发明所采用的技术方案是：该石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法，包括下列步骤：(1)模具：模具由侧板、端板、底板和压板组成；(2)配料：模型制作物料主要由石英砂85％～95％和胶结物5％～15％组成，物料按重量份配比，模型通常包括3个渗透层；(3)拌砂：按照模型设计层数，将各层所需石英砂和胶结物分别进行称量，混合、搅拌、过筛、备用；(4)装砂：按照模型各渗透层设计的上下关系，分别将对应含有胶结物的砂子依次装入模具，并手工压实；(5)加压成形：将模具置于压力试验机上，调整模具位置，使其保持在压力机承压板中心线上，然后缓慢升压至14～83大气压，稳压15min，卸压；(6)加温固化：将压制后的模型放入烘箱内，在85℃条件下恒温6～8h固化，关闭烘箱电源，自然冷却至室温；(7)密封处理：①切割利用切割机将板状模型切割成实验所需要的尺寸；②端盖粘接将1cm厚的电木板加工成与模型端面尺寸相同的一端盖，端盖的中部钻有一孔眼，一面加工出一小于端盖外缘的槽，将端盖带槽面的外缘部分抹上尚未固化的环氧树脂，并让其与模型端面连接；③防渗处理模型的其余表面均匀涂抹稠化后的环氧树脂，形成厚度约1mm的薄层；④浇铸将带有端盖和经过表面处理后的模型放入木制模具内，两端用橡皮泥密封，然后将环氧树脂倒入模具内，在室温放置24h即得该模型。⑤试压将固化后的模型从木制模具中取出，用0.8MPa气体对其进行试压，以确保不渗不漏；⑥气测渗透率将试压合格的模型进行气体渗透率测定，以确保实测值与设计值偏差小于10％。

上述的胶结物由环氧树脂和三种添加剂组成，环氧树脂和添加剂按重量份配比：环氧树脂0.5～1.5份、邻苯二甲酸二丁脂0.1～0.5份、乙二胺0.01～0.1份和丙酮0.1～1份；环氧树脂1份、邻苯二甲酸二丁脂0.2份、乙二胺0.08份和丙酮0.4份。

上述的石英砂分为B型和C型两种，其石英含量为99.9％，粒度分析见表1，BC型砂由B型和C型各一半混合而成。

表1 石英砂粒度组成百分数

本发明的有益效果是：采用上述配比及方法制成的岩心在孔隙结构和表面性质等方面与天然岩心相比具有较好的相似性，通过调整化学组成和加压压力，可以制作出具有不同物性参数和表面性质的岩心，以满足不同实验目的对不同岩心参数的需求，同时该岩心具有良好的重复性，这为相同实验条件的建立奠定了物质基础。依据相似原理，实际油藏的非均质状况可以用非均质模型来模拟，而天然岩心无法做到这一点，它尤其适合于非均质油藏化学驱油剂和调剖剂的性能评价，同时制作岩心，其原材料来源广、价格低廉，可以进行大批量生产，单块岩心的费用要比天然岩心低许多。

附图说明：

图1是本发明的B型砂的渗透率与胶结物含量的关系曲线图；

图2是本发明的C型砂的渗透率与胶结物含量的关系曲线图；

图3是本发明的B型砂的渗透率与压力的关系曲线图；

图4是本发明的C型砂的渗透率与压力关系曲线图；

图5是模具的结构示意图：

图5中1-压板，2-端板，3-侧板，4-螺栓，5-底板。

具体实施方式：

下面将对本发明作进一步说明：该石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法，包括下列步骤：(1)模具：模具由侧板3、端板2、底板5和压板1组成(见附图5)，底板与压板为硬杂木，其余为碳钢，两侧板端面各有一组螺栓孔4，可用螺栓将两个側板连接在一起；(2)配料：模型制作物料主要由石英砂85％～95％和胶结物5％～15％组成，物料按重量份配比，模型通常包括3个渗透层，模型各层渗透率不同，物料组成也不同；(3)拌砂：按照模型设计层数，将各层所需石英砂和胶结物分别进行称量，混合、搅拌、过筛、备用；(4)装砂：按照模型各渗透层设计的上下关系，分别将对应含有胶结物的砂子依次装入模具，并手工压实；(5)加压成形：将模具置于压力试验机上，调整模具位置，使其保持在压力机承压板中心线上，然后缓慢升压至14～83大气压，稳压15min，卸压；(6)加温固化：将压制后的模型放入烘箱内，在85℃条件下恒温6～8h固化。关闭烘箱电源，自然冷却至室温；(7)密封处理：①切割利用切割机将板状模型切割成实验所需尺寸；②端盖粘接将1cm厚的电木板加工成与模型端面尺寸相同的一端盖，端盖的中部钻有一孔眼，一面加工出一小于端盖外缘的槽，将端盖带槽面的外缘部分抹上尚未固化的环氧树脂，并让其与模型端面连接；③防渗处理模型表面均匀涂抹稠化后的环氧树脂，形成厚度约1mm的薄层，以避免浇铸时环氧树脂侵入模型内部；④浇铸将带有端盖和经过表面处理后的模型放入木制模具内，两端用橡皮泥密封，然后将环氧树脂倒入模具内，在室温放置24h即得该模型。⑤试压将固化后的模型取出模具，用0.8MPa气体对其进行试压，以确保不渗不漏；⑥气测渗透率将试压合格的模型进行气体渗透率测定，以确保实测值与设计值偏差不超过10％。

实施例1、(一)模具安装好后称量物料，该模型高、中和低3个渗透层的物料称量分别为：第一层：B型石英砂85克、环氧树脂7.5克、邻苯二甲酸二丁脂2克、乙二胺0.5克和丙酮5克，第二层：B型石英砂88克、环氧树脂6.0克、邻苯二甲酸二丁脂1.5克、乙二胺0.5克和丙酮4克，第三层：B型石英砂91.5克、环氧树脂5.5克、邻苯二甲酸二丁脂1克、乙二胺0.5克和丙酮1.5克，每层物料混合后搅拌、过筛、备用；将第一层、第二层和第三层物料依次装入模具，并手工压实；将模具置于压力试验机上，调整模具位置，使其保持在压力机承压板中心线上，然后缓慢升压至83大气压，稳压15min，卸压；将压制后的模型放入烘箱内，在85℃条件下恒温6h固化，关闭烘箱电源，自然冷却至室温；(二)密封处理：利用切割机将板状模型切割成尺寸为长×宽×高＝30×4.5×4.5cm；将1cm厚的电木板加工成长×宽＝4.5×4.5cm正方形端盖，端盖的中部钻有M8的孔眼，一面用铣床加工出长×宽×深＝4.0×4.0×0.3cm的槽，将端盖带槽面的外缘部分抹上尚未固化的环氧树脂，并让其与模型端面连接；模型的其余表面均匀涂抹稠化后的环氧树脂，形成厚度约1mm的薄层；将带有端盖和经过表面处理后的模型放入木制模具内，两端用橡皮泥密封，然后将环氧树脂倒入模具内，在室温放置24h即得该模型。

实施例2、(一)模具安装好后称量物料，该模型高、中和低3个渗透层的物料称量分别为：第一层：C型石英砂90克、环氧树脂5.0克、邻苯二甲酸二丁脂1.2克、乙二胺0.5克和丙酮3.3克，第二层：C型石英砂88克、环氧树脂6.0克、邻苯二甲酸二丁脂1.5克、乙二胺0.5克和丙酮4克，第三层：C型石英砂92克、环氧树脂4.5克、邻苯二甲酸二丁脂1.3克、乙二胺0.5克和丙酮1.7克，每层物料混合后搅拌、过筛、备用；将第一层、第二层和第三层物料依次装入模具，并手工压实；将模具置于压力试验机上，调整模具位置，使其保持在压力机承压板中心线上，然后缓慢升压至50大气压，稳压15min，卸压；将压制后的模型放入烘箱内，在85℃条件下恒温8h固化，关闭烘箱电源，自然冷却至室温；(二)密封处理：利用切割机将板状模型切割成尺寸为长×宽×高＝30×30×4.5cm；将1cm厚的电木板加工成长×宽＝30×4.5cm长方形端盖，端盖的中部钻有M8的孔眼，一面用铣床加工出长×宽×深＝29×4.0×0.3cm的槽，将端盖带槽面的外缘部分抹上尚未固化的环氧树脂，并让其与模型端面连接；模型的其余表面均匀涂抹稠化后的环氧树脂，形成厚度约1mm的薄层；将带有端盖和经过表面处理后的模型放入木制模具内，两端用橡皮泥密封，然后将环氧树脂倒入模具内，在室温放置24h即得该模型。

实施例3、(一)模具安装好后称量物料，该模型高、中和低3个渗透层的物料称量分别为：第一层：C型石英砂90克、环氧树脂5.0克、邻苯二甲酸二丁脂1.2克、乙二胺0.5克和丙酮3.3克，第二层：C型石英砂92克、环氧树脂4.5克、邻苯二甲酸二丁脂1.3克、乙二胺0.5克和丙酮1.7克，第三层：C型石英砂95克、环氧树脂3.0克、邻苯二甲酸二丁脂0.6克、乙二胺0.2克和丙酮1.2克，每层物料混合后搅拌、过筛、备用；将第一层、第二层和第三层物料依次装入模具，并手工压实；将模具置于压力试验机上，调整模具位置，使其保持在压力机承压板中心线上，然后缓慢升压至14大气压，稳压15min，卸压；将压制后的模型放入烘箱内，在85℃条件下恒温7h固化，关闭烘箱电源，自然冷却至室温；(二)密封处理：利用切割机将板状模型切割成尺寸为长×宽×高＝30×4.5×4.5cm；将1cm厚的电木板加工成长×宽＝4.5×4.5cm正方形端盖，端盖的中部钻有M8的孔眼，一面用铣床加工出长×宽×深＝4.0×4.0×0.3cm的槽，将端盖带槽面的外缘部分抹上尚未固化的环氧树脂，并让其与模型端面连接；模型的其余表面均匀涂抹稠化后的环氧树脂，形成厚度约1mm的薄层；将带有端盖和经过表面处理后的模型放入木制模具内，两端用橡皮泥密封，然后将环氧树脂倒入模具内，在室温放置24h即得该模型。

Claims

1、一种石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法，包括下列步骤：

(1)模具：模具由侧板、端板、底板和压板组成；

(2)配料：模型制作物料主要由石英砂85％～95％和胶结物5％～15％组成，物料按重量份配比，模型通常包括3个渗透层；

(3)拌砂：按照模型设计层数，将各层所需石英砂和胶结物分别进行称量，混合、搅拌、过筛、备用；

(4)装砂：按照模型各渗透层设计的上下关系，分别将对应含有胶结物的砂子依次装入模具，并手工压实；

(5)加压成形：将模具置于压力试验机上，调整模具位置，使其保持在压力机承压板中心线上，然后缓慢升压至14～83大气压，稳压15min，卸压；

(6)加温固化：将压制后的模型放入烘箱内，在85℃条件下恒温6～8h固化，关闭烘箱电源，自然冷却至室温；

(7)密封处理：①切割利用切割机将板状模型切割成实验所需要的尺寸；

②端盖粘接将1cm厚的电木板加工成与模型端面尺寸相同的一端盖，端盖的中部钻有一孔眼，一面加工出一小于端盖外缘的槽，将端盖带槽面的外缘部分抹上尚未固化的环氧树脂，并让其与模型端面连接；

③防渗处理模型的其余表面均匀涂抹稠化后的环氧树脂，形成厚度约1mm的薄层；

④浇铸将带有端盖和经过表面处理后的模型放入木制模具内，两端用橡皮泥密封，然后将环氧树脂倒入模具内，在室温放置24h即得该模型。

2、根据权利要求1所述的石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法，其特征在于：其中胶结物由环氧树脂和三种添加剂组成，环氧树脂和添加剂按重量份配比：环氧树脂0.5～1.5份、邻苯二甲酸二丁脂0.1～0.5份、乙二胺0.01～0.1份和丙酮0.1～1份。

3、根据权利要求2所述的石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法，其特征在于：环氧树脂1份、邻苯二甲酸二丁脂0.2份、乙二胺0.08份和丙酮0.4份。