[发明专利]一种定孔喉及颗粒表面性质的模拟岩心制作方法

说明书

本发明涉及一种定孔喉及颗粒表面性质的模拟岩心制作方法，该制作方法选取一定半径的玻璃球并装入模具压实，再利用配制好的粘土溶液对岩心驱替，驱替完成后对其进行高温加热，最终得到模拟岩心成品。本发明定孔喉及颗粒表面性质的模拟岩心制作方法，利用耐高温高强度的钢化玻璃球材料装入模具中压实。通过调节玻璃球的半径改变孔喉，对玻璃模拟岩心驱替预先配置好的粘土溶液，实现颗粒表面不同的性质，进而可以进行探究不同流体在对岩石驱替时，岩石颗粒表面性质对驱替效果影响规律。并且整个模拟岩心的制作方法简单、原料经济易得，又避免了天然岩心获取困难，普通人造岩心颗粒表面性质不确定性，无法探究单一影响因素的问题。

技术领域

本发明涉及一种定孔喉及颗粒表面性质的模拟岩心制作方法，属于模拟岩心制备技术领域。

背景技术

在石油行业中无论是勘探、开发、储层改造等一系列的地层处理过程中，岩石在不同作用条件下的响应规律至关重要，在实验室中进行岩石性质测试时由于天然岩心获取困难且价格昂贵，并且在天然岩心中由于钻取岩心位置不同又会表现出明显的差异性，这些因素的影响限制了实验室岩石响应规律研究。

对于探究岩石颗粒表面性质对驱替效果的研究，很少一部分采用天然岩心，主要使用的是利用石英砂或河砂作为骨架材料，利用环氧树脂或复合磷酸盐等作为胶结剂制备的人造岩心，但是这种人造岩心对岩石物性的影响因素较多，有骨架砂的粒径、类型，胶结剂的类型、含量，压制的时间、温度等，太多的因素就决定岩心的复杂性、不规律性。对于探究岩石颗粒表面性质影响驱替效果的实验，无论是天然岩心，还是普通的人造岩心都无法控制单一变量，必然无法探究不同流体对岩石的影响，无法描述岩石物理性质对岩石内流体的动力学响应。

因此，亟需设计一种模拟岩心制作方法，制作出满足实验室探究不同流体在对岩石驱替时，岩石颗粒表面性质对驱替效果影响规律的实验所需的模拟岩心。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种定孔喉及颗粒表面性质的模拟岩心制作方法，利用玻璃球模拟岩心颗粒，实现模拟岩心预定的孔隙度及颗粒表面性质，利用该方法制作得到的模拟岩心表面性质稳定，可探究单一因素对驱替效果的影响规律。

本发明的技术方案如下：

一种定孔喉及颗粒表面性质的模拟岩心制作方法，包括以下步骤：

(1)选取半径为0.5mm-1.5mm的玻璃球，备用；

(2)将玻璃球装入模具内并压实，得到玻璃球模拟岩心；

(3)将蒙脱石、高岭土、绿泥石搅拌混合均匀形成混合物A，其中蒙脱石、高岭土、绿泥石的质量比为(0.1-1):(0.1-2):(0.1-3)；

(4)向混合物A中加入水搅拌，配置成粘土溶液B，粘土溶液B中溶质的含量为3％-20％；

(5)将步骤(2)制得的玻璃球模拟岩心放入到岩心夹持器中，用粘土溶液B进行驱替附着；

(6)驱替附着完成后，将玻璃球模拟岩心从岩心夹持器中取出，进行加热处理，最终得到模拟岩心成品。

优选的，步骤(1)中，选取材质为钢化玻璃的玻璃球，抗压强度为6MPa。

优选的，步骤(1)中，所选取的玻璃球最高承受温度为180℃。

优选的，步骤(2)中，所述模具为圆筒，材质为钢化玻璃，高度为65mm、内径为25mm、外径为28mm，抗压强度为6MPa。

优选的，步骤(2)中，采用四柱液压机进行压实，加压量程为0-30MPa，压实的压力为1-3MPa，持续加压时间为1-10min。

优选的，步骤(3)中，蒙脱石的颗粒目数为500-1200目，高岭土的颗粒目数为500-1200目，绿泥石的颗粒目数为500-1200目。