[发明专利]一种人工煤心标准试件的制作方法

说明书

本发明属于制备人工煤心标准试件的技术领域，特别涉及一种人工煤心标准试件的制作方法。包括以下步骤：1)制备所需粒度的煤颗粒；2)选择地层水或标准盐水作为粘结剂；3)将煤颗粒和粘结剂按一定配比混合均匀；4)将混合均匀的样品分多次放进煤心模具中，每加入一次样品进行一次压实；5)匀速加压至预设的压力保持压力不变；6)预设的压力保持一定时间后，卸下煤心模具；7)将压制好的煤心两端放上导流垫块进行封装。本发明制备的人工煤心，其渗透率参数稳定、重复性较好，为渗流实验的评价提供可靠的依据和手段。

技术领域

本发明属于人工煤心标准试件制备的技术领域，特别涉及一种人工煤心标准试件的制作方法。

背景技术

在煤层气勘探开发技术领域，为评价煤储层以及钻井过程中钻井液、完井液和压裂过程中压裂液对储层伤害程度会进行一系列的评价试验。在实验中，为能够模拟真实煤层研究煤层特征，以便高效开发煤层气，需要依赖人造煤心。目前，在进行疏松煤层的储层敏感性评价实验时也必须用到人工煤心，而现有的人工煤心制备模具体型较大、操作繁琐，故障率相对较高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种人工煤心标准试件的制作方法。该方法所制作的人工煤心可用于评价和优选压裂液配方。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种人工煤心标准试件的制作方法，所述方法包括以下步骤：

1)选择煤样，制备成所需粒度的煤颗粒；

2)选择地层水或标准盐水作为粘结剂；

3)将步骤1)中的煤颗粒和步骤2)中的粘结剂按一定配比混合均匀；

4)将步骤3)中的混合均匀的样品分多次放进煤心模具中，每加入一次混合均匀的样品进行一次压实；

5)完成步骤4)后，匀速加压至预设的压力保持压力不变；

6)预设的压力保持一定时间后，卸下煤心模具；

7)打开煤心模具，将压制好的煤心两端放上导流垫块进行封装。

在步骤1)中，煤颗粒的粒度为40目-70目。

在步骤3)中，将2g～3g粘结剂分次加入到20g的煤颗粒中，再用玻璃棒充分搅拌。

在步骤4)中，每加入一次样品后放入上压头进行预压制，预压制采用5MPa压力进行，预压制时间为2min。

在步骤5)中，预压制完成后在2min内匀速加压至35MPa；在步骤6)中，保持10min后打开煤心模具，取出人工煤心。

所述煤心模具包括上压头、下压头、刚性模具及封装套管，其中封装套管固定于刚性模具内、并且位于所述上压头和下压头之间，所述封装套管用于填充煤颗粒，所述下压头为阶梯轴，其上部插设于封装套管内，所述上压头在封装套管内可沿轴向上下滑动，完成对封装套管内煤颗粒的冲压作业。

所述刚性模具包括第一半模具、第二半模具及螺栓，所述第一半模具和第二半模具的配合面上沿轴向均设有等径的半圆形凹槽，所述第一半模具和第二半模具扣合后，两个半圆形凹槽围合成圆柱形空腔，所述第一半模具和第二半模具通过定位销定位、并且通过螺栓固定连接。

所述第一半模具和第二半模具的配合面上，在半圆形凹槽的两侧均设有螺栓孔和定位孔，所述第一半模具和第二半模具扣合后通过插设于定位孔内的定位销定位，所述螺栓依次穿过第一半模具和第二半模具上相对应的螺栓孔、并通过螺母紧固。

所述煤心模具进一步包括两个导流垫块，两个导流垫块设置于封装套管的两端，用于对压制好的煤心进行封装。

所述封装套管采用PVC管，所述上压头、下压头及导流垫块的材料均采用不锈钢材质。