一种岩心制作方法技术

本申请公开一种岩心制作方法，包括：将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具内制备具有纳米孔隙的人造岩心生坯；将具有纳米孔隙的所述人造岩心生坯放入成岩环境中进行成岩得到具有纳米孔隙的初级人造岩心；将具有纳米孔隙的所述初级人造岩心脱模加工获得具有纳米孔隙的人造岩心。通过本申请提供的岩心制作方式制得的人造岩心具有纳米级别的孔隙。

【技术实现步骤摘要】
一种岩心制作方法
本申请涉及石油勘探领域，尤其涉及一种岩心制作方法。
技术介绍
石油储藏于岩层的孔隙之中，通过观察岩层的孔隙特点及分布状况对指导石油开采有着重要意义。目前，通常采用物理模拟的手段将岩层模拟出来以进行观测。物理模拟采用的实验模型主要为岩心模型，由于天然岩心取出难度大、成本太高等限制，通常选用人造岩心来代替天然岩心进行物理模拟实验。目前，常用的人造岩心制作方法有石英砂环氧树脂胶结制作方法、石英砂或玻璃球充填制作方法和石英砂磷酸铝烧结制作方法。所述石英砂环氧树脂胶结制作方法是通过胶结剂将石英砂与环氧树脂进行胶结再进行加压加温来制作岩心。所述石英砂或玻璃球充填制作方法是通过将石英砂或者玻璃球填入模具中来模拟岩心。所述石英砂磷酸铝烧结制作方法是通过将石英砂与磷酸铝烧制加工进行制作岩心。上述三种方法多用于常规储层的物理模拟，它们的人造岩心内部孔隙的孔径可以达到微米级别，但均未达到纳米级别。随着石油开采的不断发展，页岩、致密砂岩等非常规储层的开发愈来愈受到重视。非常规储层之中广泛发育出纳米级孔隙，石油在所述非常规储层中的存储特点与运移过程的研究受到所述纳米级别孔隙系统的制约。而目前常用的上述三种方法所制作出来的岩心的孔隙是无法达到纳米级别的，进而采用上述方法进行物理模拟所测得的结果难以可靠，所以针对非常规储层的物理模拟，亟需一种岩心制作方法以能制作出内部孔隙达到纳米级别的岩心。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本申请提出一种岩心制作方法，以能制作出内部孔隙达到纳米级别的岩心。本申请所提供的一种岩心制作方法，包括：将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具内制备具有纳米孔隙的人造岩心生坯；将具有纳米孔隙的所述人造岩心生坯放入成岩环境中进行成岩得到具有纳米孔隙的初级人造岩心；将具有纳米孔隙的所述初级人造岩心脱模加工获得具有纳米孔隙的人造岩心。优选的，所述填充物为孔隙率10％～80％且孔径范围为0.1纳米～1000纳米的纳米多孔陶瓷材料或纳米多孔金属材料。优选的，在将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具之前还包括：将所述材料加工成块体材料；将所述块体材料依次进行打磨、清洗、干燥后获得具有纳米孔隙的填充物。优选的，所述块体材料呈直径为1毫米～5毫米，长度为5毫米～500毫米的圆柱形或外径为10毫米～100毫米，内径为5毫米～90毫米，长度为5毫米～500毫米的圆环形。优选的，在将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具之前还包括：将成岩原料颗粒与胶结物混合形成成岩原料；所述成岩原料颗粒为粒径范围为1纳米～1毫米的矿物颗粒、玻璃颗粒、金属颗粒中的一种或几种。优选的，所述成岩模具为容积为1立方厘米～1立方米的圆柱或立方体。优选的，将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具内的过程中还包括：将所述成岩原料紧密包裹所述填充物。优选的，制备所述人造岩心生坯的步骤包括：将所述成岩原料一次装入所述成岩模具并压实；将所述填充物置于所述压实后的成岩原料上；将所述成岩原料二次装入所述成岩模具并将所述填充物覆盖；将所述二次装入的成岩原料压实后获得人造岩心生坯。优选的，所述成岩环境的成岩温度为200摄氏度～600摄氏度，成岩压力为50兆帕～275兆帕；所述成岩步骤的时间大于1小时。优选的，将具有纳米孔隙的所述初级人造岩心去掉所述初级人造岩心的成岩模具后进行真空干燥以实现脱模加工。本申请将具有纳米孔隙的填充物与成岩原料有机结合，通过成岩环境进行成岩，可以获得具有纳米孔隙的人造岩心。通过本申请方法制得的岩心进行物理模拟研究非常规储层时，由于本申请方法制得的岩心具有纳米级的孔隙，进而进行物理模拟所测得的结果也是比较可靠的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一种实施方式所提供的岩心制作方法的步骤流程图；图2是本申请一种实施方式所提供的岩心制作方法制作填充物的步骤流程图；图3是本申请一种实施方式所提供的岩心制作方法制作人造岩心生坯的步骤流程图；图4是本申请实施例1中所制备的人造岩心生坯示意图；图5是本申请实施例2中所制备的人造岩心生坯示意图；图6是本申请实施例1中所制备人造岩心的纳米孔喉系统示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。请参考图1，本申请的实施方式提供一种岩心制作方法，包括以下步骤：S1，将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具内制备具有纳米孔隙的人造岩心生坯。所述填充物的材料可以采用具有纳米孔隙的材料制作而成，其用于为本实施方式所要制得的人造岩心提供纳米孔隙。所述填充物可以为纳米多孔陶瓷材料或纳米多孔金属材料。由所述材料制作而成的所述填充物的形状可以为圆柱形、多面体形、球形、圆环形等。所述材料可以采用孔隙率为10％～80％且孔径范围为0.1纳米～1000纳米的纳米多孔陶瓷材料或纳米多孔金属材料，这样可以保证制得的人造岩心的物理模拟效果。所述纳米多孔陶瓷材料可以是氧化铝、氧化硅、氧化锆、碳化硅等。所述纳米多孔金属材料可以是镍、铜、金、铂、钯、钛等。所述纳米多孔金属材料可以采用脱合金法制备。为保障人造岩心的物理模拟效果，所述材料的孔径均一性要好，采用孔径范围为0.1纳米～1000纳米且孔隙率为10％～80％的纳米多孔陶瓷材料或纳米多孔金属材料制得的人造岩心可以获得较好的纳米级别孔隙。进一步地，请参考图2，本实施方式中在将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具之前还包括以下步骤：S11、将所述材料加工成块体材料。选取所述材料后，将所述材料加工成形制成所述块体材料，以便后续步骤中装入工作以及物理模拟工作。所述加工成形工艺包括切削、研磨、钻、铣、抛光等。所述块体材料的形状包括圆柱形、多面体形、球形或无规则形状等。所述块体材料的体积可以为0.05立方厘米～1000立方厘米。进一步地，所述块体材料可以呈圆柱形或圆环形。所述圆柱形的材料直径可以为1毫米～5毫米，长度可以为5毫米～500毫米。所述圆环形的材料外径可以为10毫米～100毫米，内径可以为5毫米～90毫米，长度可以为5毫米～500毫米。通过将所诉材料加工成所述圆柱形的材料或圆环形的材料，可以方便后续步骤装入所述成岩原料并在所述成岩原料中分层设置。S12、将所述块体材料依次进行打磨、清洗、干燥后获得具有纳米孔隙的填充物。将所述块体材料进行打磨是用于将所述块体材料表面纳米孔隙暴露，再进行清洗、干燥即可获得具有纳米孔隙的填充物。进一步地，所述块体材料的表面打磨可以采用1500目以上的砂纸进行打磨，然后使用去离子水及无水乙醇超声清洗打磨后的所述块体材料，清洗后在80摄氏度的真空内干燥24小时，获得所述具有纳米孔隙的填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩心制作方法，其特征在于，包括：将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具内制备具有纳米孔隙的人造岩心生坯；将具有纳米孔隙的所述人造岩心生坯放入成岩环境中进行成岩得到具有纳米孔隙的初级人造岩心；将具有纳米孔隙的所述初级人造岩心脱模加工获得具有纳米孔隙的人造岩心。

【技术特征摘要】
1.一种岩心制作方法，其特征在于，包括：将孔隙率为10％～80％且孔径范围为0.1纳米～1000纳米的纳米多孔陶瓷材料或纳米多孔金属材料加工成块体材料；所述块体材料呈直径为1毫米～5毫米，长度为5毫米～500毫米的圆柱形或外径为10毫米～100毫米，内径为5毫米～90毫米，长度为5毫米～500毫米的圆环形；将所述块体材料依次进行打磨、清洗、干燥后获得具有纳米孔隙的填充物；将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具内制备具有纳米孔隙的人造岩心生坯；将具有纳米孔隙的所述人造岩心生坯放入成岩环境中进行成岩得到具有纳米孔隙的初级人造岩心；将具有纳米孔隙的所述初级人造岩心脱模加工获得具有纳米孔隙的人造岩心。2.如权利要求1所述的岩心制作方法，其特征在于：在将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具之前还包括：将成岩原料颗粒与胶结物混合形成成岩原料；所述成岩原料颗粒为粒径范围为1纳米～1毫米的矿物颗粒、玻璃颗粒、金属颗粒中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓琦，崔京钢，孙亮，李建明，金旭，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11