一種加長人造巖心以及該巖心的制備方法和制備裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用于油氣田開發(fā)領域中的用于模擬油藏情況的巖心制備方法與裝置。
【背景技術】
[0002]在油氣田開發(fā)過程中，實際的開發(fā)方式都要經(jīng)過室內實驗論證，礦場試驗，大規(guī)模工業(yè)推廣幾個步驟，目前針對實際儲層的模擬實驗采用的巖心包括天然巖心、填砂管以及人造膠結巖心。這幾種巖心的對比情況如下:天然巖心的優(yōu)點是代表實際儲層，缺點是取心成本高，資源有限，尺寸過小，無法進行大量的重復對比實驗，使用范圍較小。填砂管的優(yōu)點是可以進行高溫實驗，缺點是孔隙度過大，代表性較差。人造膠結巖心尤其是石英砂環(huán)氧樹脂膠結巖心的優(yōu)點是其孔滲特性與天然巖心比較接近，可以批量制作，能夠進行大范圍的對比優(yōu)選實驗，缺點是尺寸相對于儲層來說較小，一般只有幾厘米到I米左右，因為巖心較短，聚合物等粘彈性流體在巖心中受巖心剪切的距離較短，模擬采出井的巖心出口端實際粘度保留率與實際儲層差異過大。室內實驗中巖樣過短已經(jīng)成為制約室內實驗評價對儲層的代表性的瓶頸，室內實驗條件下研制加長的人造巖心成為必須解決的問題。
[0003]在已有的專利文獻中，CN102628761 B中給出了一種制備長巖心的方法，解決了一種加長巖心的制備問題，但因為該方法提供的巖心在進行驅替液驅替實驗時流體需要在巖心中不斷地進行180度轉彎的流動，與實際儲層注采井的流線情況差異太大，多個轉彎處的滲流阻力會大幅增大沿程不必要的滲流阻力。在已有的文獻中，也提出了采用串連巖心粘接得到長巖心的方法，該種方法得到的巖心在粘接處不可避免的產(chǎn)生額外的滲流阻力，影響化學驅替液的正常滲流特征。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決【背景技術】中所提到的技術問題，本發(fā)明提出了一種采用螺旋流線結構的加長巖心以及這種巖心的制備方法與制備裝置，從而解決了現(xiàn)有技術中存在的短巖心有效實驗長度較短難以滿足實際模擬需要的問題以及解決了長巖心因為形狀導致的沿程額外滲流阻力過大的問題，本方案給出了該種新的加長巖心的制備方法以及為了實施該方法而研制的特殊制備裝置。利用該方法制備的巖心既能滿足長巖心的模擬需要，又去除了沿程方形邊界或串聯(lián)粘接處的影響問題，使得室內巖心模擬實驗更加接近真實儲層情況。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:該種加長人造巖心，由石英砂、膠黏劑和粘土礦物粉末經(jīng)過模壓固化后構成，所述巖心在水平方向上的橫截面外緣曲線為兩條等距螺旋線通過圓弧過渡連接后構成，所述加長人造巖心具有相同的螺旋間距。
[0006]用于制備上述加長人造巖心的裝置，由巖心壓切頭、方形模具和模具支撐體三部分構成，其中，所述巖心壓切頭由壓頭連接板和等距螺旋壓刀連接后構成，等距螺旋壓刀的寬度與加長人造巖心的螺旋間距的數(shù)值相同；等距螺旋壓刀的等距螺旋線的形狀與所述加長人造巖心鏤空部分形成的螺旋線形狀相同； 所述方形模具由底板、一對外夾板、一對內夾板、上壓板以及鎖緊長螺栓構成;其中，底板的中央部分開有一個等距螺旋線形狀的鏤空區(qū)域，所述鏤空區(qū)域內鑲嵌有電木板；電木板的等距螺旋線的形狀與等距螺旋壓刀的形狀相同；在底板上，圍繞所述鏤空區(qū)域分別開有供外夾板和內夾板嵌入的槽；內夾板卡入外夾板的內嵌槽上，通過鎖緊長螺栓鎖緊后固定在所述一對外夾板內，形成模具內腔；
所述模具支撐體由凹槽板和四個長方體支腳焊接而成，整體都為錳鋼;所述凹槽板內部有兩個凹槽，即一級凹槽和二級凹槽，兩個凹槽厚度相加等于所述凹槽板的厚度，即二級凹槽貫穿凹槽板;所述一級凹槽與底板厚度相同，其長度和寬度分別比底板多2毫米，所述二級凹槽與底板中等距螺旋線形狀的鏤空區(qū)域正對齊，并大于鏤空區(qū)域，以實現(xiàn)在垂直外力的作用下，電木板可以無障礙脫落。
[0007]用于制備上述加長人造巖心的制備方法，該方法由如下步驟構成:
將石英砂、膠黏劑和粘土礦物粉末按照待模擬的儲層實際比例混合均勻放入所述方形模具中；
在所述方形模具中的膠黏劑尚未固化時，使用壓力試驗機加壓初步定型；
將所述巖心壓切頭加裝到壓力試驗機的壓頭上，采用脫模劑對所述巖心壓切頭進行涂抹；
對初步定型巖心加壓軟切割，使得電木板脫落，獲得初步切割巖心；
將所述巖心壓切頭中的等距螺旋壓刀與壓頭連接板分離，將帶有等距螺旋壓刀的初步切割巖心卸去方形模具后，整體移至恒溫箱中固化；
從固化后的初步切割巖心中取出巖心壓切頭，將得到的等距螺旋線形狀的巖心進行刮膠，之后依次進行中心井端面封堵布井、沿程布設測壓點和采出端處布井；
澆鑄烘干成型，得到加長的等距螺旋線形狀的長巖心。
[0008]本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明的巖心斷面為正方形或長方形，截面積范圍為400mm2?10000mm2?？傞L度從幾米到幾十米，適用于化學劑在多孔介質中的滯留量實驗、深部調驅實驗，沿程壓力分布實驗以及化學驅油劑在長巖心剪切后的特性變化檢測實驗，本發(fā)明解決了若干巖心串聯(lián)起來的端面粘接引起的影響滲流特征的技術問題，也解決了已有專利技術因為巖心形狀導致的額外滲流阻力的技術問題。該方法制備的巖心能夠滿足巖心微觀孔隙尺寸及結構特征與天然巖心相近，同時具備水敏特性，制備的巖心能夠滿足長巖心實驗的需要，實驗模擬更接近真實注采情況，巖心的重復性優(yōu)良。綜上所述，利用本發(fā)明提供的方法制備的巖心既能滿足長巖心的模擬需要，又去除了沿程方形邊界或串聯(lián)粘接處的影響問題，使得室內巖心模擬實驗更加接近真實儲層情況。
[0009]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明所述巖心壓切頭的結構示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明所述長巖心的結構示意圖。
[0011 ]圖3是本發(fā)明所述方形模具的零件組合前的結構示意圖。
[0012]圖4是本發(fā)明所述模具支撐體的結構示意圖。
[0013]圖5是本發(fā)明所述長巖心在兩端布設完注采井、在巖心平面的垂直線和水平線上布設完沿程測壓點后的結構示意圖。
[0014]圖6是制備長巖心時，所使用的澆鑄模型的結構示意圖。
[0015]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
由圖2所示，該種加長人造巖心，其獨特之處在于:所述加長人造巖心3由石英砂、膠黏劑和粘土礦物粉末經(jīng)過模壓固化后構成，所述巖心在水平方向上的橫截面外緣曲線為兩條等距螺旋線通過圓弧過渡連接后構成，所述加長人造巖心具有相同的螺旋間距2。
[0016]—種用于制備前述加長人造巖心的裝置，由巖心壓切頭、方形模具和模具支撐體三部分構成，其中，所述巖心壓切頭如圖1所示，由壓頭連接板5和等距螺旋壓刀6連接后構成，等距螺旋壓刀6的寬度與所述加長人造巖心的螺旋間距2的數(shù)值相同，即二者的形狀相吻合;等距螺旋壓刀6的等距螺旋線的形狀與所述加長人造巖心鏤空部分形成的螺旋線形狀相同。具體實施時，壓刀為猛鋼材質，壓刀厚度為2mm-3mm，壓刀高度200mm-220mm，制備時首先根據(jù)實際巖心的螺旋線形狀在壓頭連接板上使用銑床銑出與壓刀厚度相同的寬槽，深度3~20mm，之后將壓刀鑲入。
[00?7]如圖3所述，所述方形模具由底板1、一對外夾板13、一對內夾板15、上壓板以及鎖緊長螺栓16構成;其中，底板10的中央部分開有一個等距螺旋線形狀的鏤空區(qū)域，所述鏤空區(qū)域內鑲嵌有電木板11;電木板11的等距螺旋線的形狀與等距螺旋壓刀6的形狀相同；在底板10上，圍繞所述鏤空區(qū)域分別開有供外夾板13和內夾板15嵌入的槽；內夾板15卡入外夾板13的內嵌槽上，通過鎖緊長螺栓16鎖緊后固定在所述一對外夾板內，形成模具內腔。
[0018]如圖4所述模具支撐體由凹槽板和四個長方體支腳9焊接而成，整體都為錳鋼;所述凹槽板內部有兩個凹槽，即一級凹槽7和二級凹槽8，兩個凹槽厚度相加等于所述凹槽板的厚度，即二級凹槽8貫穿凹槽板;所述一級凹槽與底板10厚度相同，其長度和寬度分別比底板10多2毫米，所述二級凹槽與底板10中等距螺旋線形狀的鏤空區(qū)域正對齊，并大于鏤空區(qū)域，以實現(xiàn)在垂直外力的作用下，電木板11可以無障礙脫落。模具支撐體整體都為錳鋼，具體實施時，凹槽板整體尺寸為長X寬X厚=900mm?1500mmX900mm?1500mmX300?600mm;長方體支腳尺寸為長X寬X厚=501111]1?1001]1111\ 50mm?100mm