[发明专利]一种用于疏松砂岩方岩心模拟模型及制作方法

说明书

本发明属于石油工程领域，公开了一种用于疏松砂岩方岩心模拟模型,其特征在于，该模型包括上盖板、方形腔体和下底板，所述方形腔体为中空状，上盖板和下底板朝方形腔体侧均有嵌入模块，上嵌入模块与上盖板通过螺丝固定连接，下嵌入模块与下底板固通过螺丝固定连接，上嵌入模块和下嵌入模块的正面大小与方形腔体的正面大小相匹配，方形腔体分别与上盖板和下底板通过螺丝进行固定，同时也公开了制作疏松砂岩方岩心模拟模型的方法。本发明该模型承压范围广，岩心结构稳定岩心模型使用后，可以拆卸重复使用，并且通过改变出口端滤网膜孔径，可以模拟油层驱油出砂，是室内实验模拟稠油油藏疏松砂岩驱替实验的好手段。

技术领域

本发明专利涉及石油工程领域,尤其一种用于疏松砂岩方岩心模拟模型及制作方法。

背景技术

针对渤海疏松砂岩的稠油油藏特征：渗透率高，原油粘度高，非均质性严重。常规的室内模拟实验装置：φ25和φ38的岩心模型不能满足研究非均质性的需要，需要研究发明适合非均质性的人造岩心。

在这方面的研究中，大庆油田研究较为深入。在2010年，皮彦夫等在科学与工程杂志中发表论文“石英砂环氧树脂胶结人造岩心的技术与应用”，提出多种类型的人造岩心，其中尺寸为45mm×45mm×300mm的浇铸方岩心，就是以大庆油田地质条件模拟的三层非均质性岩心，主要通过在环氧树脂、磷酸铝、硅酸盐等胶结剂中添加粘土矿物和石英砂进行胶结制作人造岩心。该类胶结的岩心是石英砂、粘土和“液体状”的胶结剂通过高温烘烤胶结形成的人在岩心。其结构稳定，孔隙度相对较低(胶结剂胶结形成较多的死孔隙)。这种手段生成的岩心不能适应于渤海的高渗透、高孔隙的油藏特征；对于渤海油藏生产开发过程中发现采出液含砂的现象，普通岩心也不能较好的模拟。

所以针对渤海稠油油藏的生产开发，受到生产平台寿命的影响，需要在有限的时间内采出更多的原油，需要建立合理的生产开发制度。而室内物理模拟岩心是建立这一系列制度的基础。

所以针对这个高渗透油藏，稠油出砂等问题，发明设计一种疏松砂岩岩心模型，针对非均质性严重，砂体能够运移的物理模拟岩心，满足渤海稠油疏松砂岩油藏的实验研究需求。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明采用以下技术方案：该种用于疏松砂岩方岩心模拟模型,其特征在于，该模型包括上盖板、方形腔体和下底板，所述方形腔体为中空状，上盖板和下底板朝方形腔体侧均有嵌入模块，上嵌入模块与上盖板通过螺丝固定连接，下嵌入模块与下底板通过螺丝固定连接，上嵌入模块和下嵌入模块的正面大小与方形腔体的正面大小相匹配，方形腔体分别与上盖板和下底板通过螺丝进行固定，所述与上嵌入模块的厚度要大于与下嵌入模块的厚度，所述方形腔体的内壁分三层，上层为与上嵌入模块接触部分，其内壁光滑，下层为与下嵌入模块接触部分，其内壁光滑，中间部分，为空腔，中间部分的内壁进行打磨处理，并不光滑，上嵌入模块壁上具有标示刻度，上嵌入模块和下嵌入模块内侧面进行打磨处理，上嵌入模块和上盖板上具有若干导气通道，导气通道采用V字形结构，导气通道的内侧有滤膜饼，上嵌入模块和下嵌入模块的侧面与方形腔体之间采用O型密封圈进行密封，O型密封圈的槽边与上嵌入模块和下嵌入模块的内侧面保持有距离，方形腔体的两侧分别设置有出液端头和进液端头，出液端头和进液端头内侧安置有滤膜饼。

上述设计中方形腔体的内壁分三层，其中中间是放置岩心的部位，通过壁面打磨促进不规则的石英颗粒与壁面有较高的契合度，避免了“窜流”现象发生；方形腔体上下层与上嵌入模块和下嵌入模块接触，内壁光滑，便于上嵌入模块和下嵌入模块的嵌入；为保证密封圈对岩心的密封性能，岩心90°直倒角设计成45°的圆弧角过渡，避免直倒角锋利的尖角刺破密封圈。

上嵌入模块壁上具有标示刻度是用于标识加砂量，上嵌入模块的厚度要大于与下嵌入模块的厚度，是为了能保证填压过程中压块受方形腔体壁影响垂直施加压力。

上述导气通道是专门针对大面积岩心填压设计的，避免了上嵌入模块与砂体压实过程中气体膨胀冲击对砂体的影响，采用滤膜饼封隔通道，其滤膜砂的作用在于阻止砂体运移。