[发明专利]一种发育次生孔隙的人造碳酸盐岩岩心及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发育次生孔隙的人造碳酸盐岩岩心及其制备方法。它包括如下步骤：根据油藏地质数据，分析岩心资料和薄片资料，得到原始目标储层中岩心矿物的类型数据，以确定白云岩石粉和灰岩石粉的体积百分比及其不同粒径的体积百分比，然后将其与胶结剂混合后浇筑在模具中，进行整体压实并加热固化，得到具有原生孔隙的原生孔隙度和渗透率的人造碳酸盐岩岩心；把人造碳酸盐岩岩心置于真空环境中，然后将酸液加入的人造碳酸盐岩岩心上进行反应，反应过程中监测直至达到所需岩心矿物的次生孔隙度和渗透率，即得。本发明实现了人造碳酸盐岩岩心原生孔隙和次生孔隙的定量控制，以应用于油田开发研究领域和/或碳酸盐岩介质中渗流现象有关的研究领域中。

技术领域

本发明涉及一种发育次生孔隙的人造碳酸盐岩岩心及其制备方法，属于碳酸盐岩油气田开发领域。

背景技术

碳酸盐岩油气田是全球油气资源的重要组成部分，为提高这类油藏开发效果，不可避免的需要在室内对碳酸盐岩油藏内流体的渗流过程和渗流规律进行实验研究。目前，室内实验岩样的获取主要有三种途径：一是油藏取心，这类岩心获取手段由于油藏取心成本高，取心数量有限，原始油藏取心数量很难满足室内实验要求；二是源自野外露头，这类岩心在岩石组分、孔隙度和渗透率上，很难与目标油藏保持一致，而且野外露头寻找周期长，成本高；三是人造岩心，人造的优势在获取简单，可重复制作，而且在一定程度上可以控制岩心矿物组分、孔隙度和渗透率。因此，利用人造岩心进行物理模拟实验，探索碳酸盐岩渗流介质渗流规律，研究碳酸盐岩油藏开发特征，是未来碳酸盐岩油气藏研究的重要手段。

目前应用的人造碳酸盐岩岩心有碳酸盐岩石粉烧结和碳酸盐岩石粉环氧树脂胶结两种制作方式。烧结岩心原理是将选定的石粉与胶结剂按比例混合后烧结而成。这类岩心的孔隙空间，除了原生的粒间孔外，由于在烧结的过程中CaCO₃受高温分解，会形成部分次生孔隙，其孔隙结构更贴近真实碳酸盐岩储层。但是受目前技术条件限制，烧结岩心的强度较弱，无法满足室内高温高压的实验要求。胶结岩心原理是把选定的石粉与胶结物(环氧树脂、邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺、丙酮)混合，再加温加压制作而成。这种岩心制作的过程中不存在化学变化，其孔隙空间均为原生的粒间孔，不存在次生孔隙。但真实的碳酸盐岩储层成岩后，还会经历溶解作用、交代作用、压溶作用等成岩后生作用的改造，形成溶孔、溶洞、晶间孔隙等复杂的次生孔隙。这些次生孔隙的出现极大的改变了碳酸盐岩储层的储集规律、渗流规律和渗流过程。

由此可知，目前人造碳酸盐岩岩心的制作方法均无法满足油气藏物理模拟对碳酸盐岩渗流介质的需要，导致碳酸盐岩多孔介质室内物理模拟难以准确刻画碳酸盐岩储层的渗流特征。

发明内容

本发明的目的是提供一种发育次生孔隙的人造碳酸盐岩岩心及其制备方法，本发明以人造碳酸盐岩胶结岩心为基础，通过酸液酸蚀实验，分别实现了人造碳酸盐岩岩心原生孔隙和次生孔隙的定量控制，能制作发育次生孔隙的人造碳酸盐岩岩心，应用于油田开发研究领域和/或碳酸盐岩介质中渗流现象有关的研究领域中。

本发明提供的一种发育次生孔隙的人造碳酸盐岩岩心的制备方法，包括如下步骤：

(1)根据油藏地质数据，分析岩心资料和薄片资料，得到原始目标储层中岩心矿物的类型数据；

所述岩心矿物的类型数据包括岩心矿物的种类、各类矿物的体积百分数，以及岩心的原生孔隙度、次生孔隙度和渗透率；

(2)根据步骤(1)中获得的所述岩心矿物的类型数据，确定白云岩石粉和灰岩石粉的体积百分比及不同粒径的白云岩石粉和灰岩石粉的体积百分比；

(3)将步骤(2)中所述的白云岩石粉和灰岩石粉与胶结剂混合后浇筑在模具中，进行整体压实并加热固化，得到具有原生孔隙的原生孔隙度和渗透率的人造碳酸盐岩岩心；