[发明专利]一种钙质胶结人造岩心及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种钙质胶结人造岩心及其制备方法与应用。本发明提供的一种钙质胶结人造岩心的制备方法，包括如下步骤：1)取不同粒径的石英砂混合；2)石英砂加水润湿，然后加入氢氧化钙粉末混合，得到石英砂、水、氢氧化钙的混合体系；3)将的混合体系加入岩心模具中，进行加压压实，得到压实后的样品；4)将所述压实后的样品装入反应釜中通入二氧化碳气体进行反应，然后将其干燥，重复上述反应至少1次，得到反应后的样品；5)将反应后的样品干燥，即得到钙质胶结人造岩心。本发明制备方法能真实地模拟岩石成岩过程中的压实、胶结成岩作用，并且制作得到的样品能为钙质胶结砂岩储层的储层预测及地震资料反演提供有力支撑。

技术领域

本发明涉及一种钙质胶结人造岩心及其制备方法与应用，属于地球勘探领域。

背景技术

胶结作用是一种重要的成岩作用。地质研究中，根据岩石孔隙溶液中析出的沉淀物可以把砂岩的胶结作用分为硅质胶结、泥质胶结、钙质胶结、铁质胶结以及硫酸盐胶结等多种类型。其中钙质胶结作为砂岩中常见的胶结物，其胶结过程以及后期溶蚀作用对砂岩储层的物性有着显著影响。因此，明确钙质胶结砂岩中胶结物的性质对岩石物理性质的影响对于砂岩储层地球物理勘探数据的反演具有重要意义。

然而，天然砂岩往往受到多种胶结作用的综合影响，因此进行的岩石物理实验研究难以明确单一胶结作用(钙质胶结)对岩石声学、电学等性质的影响。为了克服天然砂岩在研究钙质胶结对其物理性质影响时存在的不足，国内外学者针对钙质胶结人造岩心的制作方法进行了一系列研究。Kucharski等(1996)利用一种无毒的、中性的专有水基溶液制作出能够模拟天然砂岩的声学特性和力学特性的钙质胶结人造岩心。Ismail等(2002)在尿素和氯化钙组成的双组分溶液系统中，利用脲酶催化分解尿素得到碳酸根离子，再利用碳酸根离子与钙离子反应从而制取钙质胶结人造岩心，该方法模拟了天然砂岩成岩过程中的钙质胶结，但是存在着制作成本高昂的显著缺点。公言杰等(2018)公开了一种基于氢氧化钙和小苏打复分解反应制作钙质胶结人造岩心的方法，但是利用该方法制取的人造岩心没有经过先压实再胶结的过程，无法准确模拟天然岩心的成岩作用。综上所述，虽然前人在钙质胶结人造砂岩制作方法方面进行了大量研究，但是现有的钙质胶结人造岩心的制作技术仍然存在以下问题：1、制作成本高昂；2、钙质胶结人造岩心的制作过程与天然岩心的成岩过程不符。

发明内容

本发明的目的是提供一种钙质胶结人造岩心及其制备方法与应用。

本发明方法具有制作过程简单、制作周期短、经济成本低廉的优点，且该方法制作的钙质胶结人造岩心能够较好的模拟天然岩心成岩过程中的沉积、压实、胶结作用。

本发明提供的一种钙质胶结人造岩心的制备方法，包括如下步骤：

1)取不同粒径的石英砂混合；

2)所述石英砂加水润湿，然后加入氢氧化钙粉末混合，得到石英砂、水、氢氧化钙的混合体系；

3)将所述的混合体系加入岩心模具中，进行加压压实，得到压实后的样品；

4)将所述压实后的样品装入反应釜中通入二氧化碳气体进行反应，然后将其干燥，重复上述反应至少1次，得到反应后的样品；

5)将所述反应后的样品干燥，即得到钙质胶结人造岩心。

上述的制备方法中，所述不同粒径的石英砂包括粒径40～80目、80～120目、100～120目、200目、400目的石英砂；

所述粒径40～80目、80～120目、100～120目、200目与400目的石英砂的质量比可为4.7～7.3：3.7～5：1.7～3.5：1.2～2.1：1，具体可为40.32：26.88：16.2：10.8：5.8、5.5～7：4.5～5：2.5～3：1.7～2：1或5～7：4～5：2～3：1.5～2：1。