[发明专利]一种人造盖层的制备方法

说明书

一种人造盖层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将低热微膨胀水泥、石英砂以及纯净水倒入搅拌机搅拌；(2)将搅拌后的混合物倒入抽真空振动装置，排除混合物内空气；(3)将混合物倒入木制模具并进行振动；(4)静置模具中的混合物，直至水泥水化反应结束。通过本方法所制备的人造盖层经钻取其中部岩芯测试其物性，孔隙度为12.53％，渗透率为0.0277md(或×10^‑3μm²)，视密度为2.15g/cm³,突破压力为3.76MPa，属于自然界天然气泥岩盖层的Ⅳ～Ⅴ类盖层范围，可以满足油气微渗漏或油气运移的三维模拟实验需要。

技术领域

本发明是应用于油气勘探开发领域的一种用于模拟地下油气藏盖层的人造盖层的制备方法。

背景技术

油气化探技术建立在“地下油气藏中烃类气体以微弱但可检出的量近似垂直地向地表运移”的假设之上，虽然烃类垂向微渗漏普遍存在并可到达表层且已经通过自然界实际观测得以证实。但是油气藏烃类在盖层及上覆地层这一段空间和运移过程被称为“黑箱”，无法通过实测得以刻画。这一问题使油气化探理论和技术曾遭到地质界的质疑，影响了化探技术应用。但是，可以在实验室内模拟烃类通过人造盖层及上覆地层介质的微渗漏过程，在介质中预置采样探头，检测微渗漏气体空间分散晕，研究油气化探异常形成机理，为油气化探基础理论提供实验依据。由于烃分散场是动态的三维场，因此人造盖层必须是大尺度(≥L＝100cm，W＝100cm，H＝100cm)才能实现三维空间的数据采集。因而大尺度人造盖层的制备是一个关键问题。

在油田、天然气及天然气水合物等的勘探与开发中，许多问题的解决离不开岩芯模拟实验。由于受到天然岩芯来源的限制，绝大多数工程研究实验采用人造岩芯来模拟。目前,常见的人造岩芯有采用磷酸铝胶结石英砂或黏土胶结刚玉砂烧结而成，虽然孔径分布更接近天然岩芯，但相比天然岩芯有一定的差距，表现为不具有0.1mm以下的微细孔径。有采用矾土、氧化铝与硬质碎瓷粒为骨料，选用硅溶胶、高岭土、煅烧滑石和方解石组成的MgO-CaO-A l2O3-SiO2低共熔混合物作为晶界结合剂，以木屑和煤粉为造孔剂,利用浇注成型技术制备出系列孔隙度高强人造岩芯。有参照天然岩芯矿物含量此配比混合原矿物粉末，先用胶结剂胶结石英砂以及长石分别晾晒10,20,30小时后轻轻研碎过筛，制成复膜石英砂，加入其他矿物搅拌均匀，最后压制成岩芯。孔隙度在27.6-30.6％，渗透率在194.2-207.9×10^-3μm²。方新湘等(2007)制做的单管物理模拟装置，用人工材料分段压制的人造岩芯，长度为40cm～120cm、渗透率为0.1～5μm²、孔隙度为10～35％的人造岩芯，管的直径不过10cm(方新湘等，2007，一种原油微生物脱钙方法，CN200710179272.2)。另外，如果到野外取整块泥岩露头样，因露头泥岩有脆性，极易碎裂，无法取到这样大的整块泥岩露头样品(≥L＝100cm，W＝100cm，H＝100cm)用于烃类通过盖层微渗漏三维模拟实验。

从上述国内外各种人造岩芯制备方法可以看出，由于实验目的不同，目前国内外在人造岩芯的制备方面主要存在两个问题，一是孔隙度和渗透率偏高，难以达到盖层的级别，二是尺度过小，主要考虑的是一维情况，无法用于烃类微渗漏的三维空间实验模拟。因此，需要探索大尺度人造盖层的制备方法，使人造盖层的尺寸和物性都能满足烃类微渗漏的三维空间模拟实验，为油气化探机理研究提供技术手段。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的缺陷，解决油气藏烃类通过盖层微渗漏三维空间实验模拟研究的一个技术难题，探索一种物性接近天然泥岩盖层，尺寸能够满足烃类微渗漏模拟的三维空间检测的大尺度人造盖层制备方法，为油气化探机理模拟实验研究提供技术手段。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的:

一种人造盖层的制备方法，包括以下步骤：

(1)将低热微膨胀水泥、石英砂以及纯净水倒入搅拌机搅拌；