人造砂岩岩芯润湿性的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，包括水湿控制方法和油湿控制方法。在水湿控制过程中，向固化剂中添加一种水溶性非离子型表面活性剂OP‑10，并控制其添加量，使得所制作的人造砂岩岩芯的润湿性由中性偏亲油性向亲水性转化，从而达到控制人造砂岩岩芯润湿性的目的。在油湿控制过程中，将不同等级的石英砂按比例混合后，经过硅油处理，再经过搅拌、挥发、烘干等一系列操作后使所制作的人造砂岩岩芯呈现弱亲油性。本发明专利技术的人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，操作简单，成本低，效率高，稳定性好，吸附性好，润湿控制精度高，所制作的人造砂岩岩芯接近于天然岩芯，适用于石油行业室内驱油物理模拟实验，模拟结果更加真实可靠，更符合实际情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油勘探开发
，具体涉及一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法。
技术介绍
室内物理模拟采用的实验模型主要是岩芯模型。由于天然取芯存在流程复杂、难度大、成本高等问题，所以目前通常选用人造岩芯代替天然岩芯进行室内物理模拟实验。基于天然岩芯成因的复杂性，在制作人造岩芯时，无法模拟天然岩芯的复杂成因而达到与天然岩芯接近的非均质性，此外常规人造岩芯的孔喉结构、表面性质及润湿性质单一，不能很好的接近天然岩芯，因此人造岩芯不能准确有效地代替天然岩芯进行室内物理模拟研究。申请公布号为CN1664547A的专利技术专利公开了一种石英砂环氧树脂胶结岩芯及其制备方法，该岩芯由胶结物和石英砂组成，其中胶结物由环氧树脂和三种添加剂组成，环氧树脂和添加剂配比为：环氧树脂0.5-1.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.1-0.5份、乙二胺0.01-0.1份和丙酮0.1-1份。申请公布号为CN103880384A的专利技术专利公开了一种人造砂岩岩芯及其制备方法，该人造砂岩岩芯中各组分的重量百分比为：粘土2-20％、胶结物5-25％、长石0-10％。这两项专利均提供了一种含石英砂的砂岩岩芯及其制备方法，并从孔喉结构、分布及岩芯
表面性质方面解决了现有技术的人造岩芯与天然岩心相比相似性差的问题，但是并没有解决有关人造岩芯润湿性难于控制的问题。在现场的实际开发过程中，化学助剂对于提高原油采收率具有重要作用，在不同的开发阶段岩石的润湿性也会产生变化。如何将人造岩芯从润湿性的角度近似模拟油藏岩石的条件，是进行各项对比实验的关键环节，更是石油行业采用室内物理模拟技术研究驱油机理的重要前提，然而目前对人造砂岩岩芯润湿性控制方法的研究少之又少，且存在一些难以解决的问题。对于水湿控制而言，在配置润湿剂的过程中单相微乳液需要与表面活性剂、交联剂等进行预处理，操作和配置工艺复杂，微乳液在高温下极不稳定，易发生降解；对于油湿控制而言，润湿剂聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚乙烯在控制微观玻璃模型方面优势突出，具有良好的控制润湿角的能力，但是在控制人造砂岩岩芯的润湿性方面却不尽人意，一是石英砂颗粒对润湿剂产生吸附，降低润湿剂效果，二是在制作人造砂岩岩芯过程中，石英砂颗粒及胶结剂需要在高温下处理和压制，然而这三种润湿剂在高温下稳定性极差。因此，急需开发一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，考虑稳定性、砂体吸附及润湿性控制精度等因素，更好地解决上述问题。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，包括水湿控制方法和油湿控制方法，其目的在于：通过选择适宜的润湿剂，以及在润湿控制过程中综合考虑稳定性、砂
体吸附和润湿性控制精度等因素，以实现人造砂岩岩芯润湿性的精确控制，减小与天然岩芯的差别。本专利技术提供一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：采用振筛机筛取不同粒径的石英砂，并按一定比例混合均匀；步骤二：将固化剂放入恒温箱中加热；步骤三：将润湿剂加入加热后的固化剂中，并搅拌使其充分溶解，再将溶解后的物质加入丙酮中，得到含有润湿剂的混合物；步骤四：将含有润湿剂的混合物加入石英砂中，再加入环氧树脂和增韧剂，并搅拌、过筛，得到具有润湿性的石英砂；步骤五：将具有润湿性的石英砂装入岩芯模具中，通过液压机压制成人造砂岩岩芯，再将人造砂岩岩芯放入烘箱内固化，并自然冷却至室温，得到具有润湿性的人造砂岩岩芯。除石英砂的表面性质外，胶结物的表面性质同样对人造砂岩岩芯的润湿性起着重要作用。在本专利技术的水湿控制过程中，石英砂不需要预处理，在固化剂中添加一定量的润湿剂以显著改变所制作的人造砂岩岩芯的润湿性。通过大量实验研究，最终确定了一种水溶性非离子型表面活性剂OP-10作为润湿剂，并控制其添加量，使得所制作的人造砂岩岩芯的润湿性由中性偏亲油性向亲水性转化，从而达到控制人造砂岩岩芯润湿性的目的。步骤三中，润湿剂、固化剂、丙酮的添加顺序很关键，先将润湿剂加入固化剂中，再将二者的混合物加入丙酮中。由于固化剂起胶结
作用，将其加入石英砂中，首先能够在石英砂颗粒的表面包覆一层，所以先把润湿剂加入固化剂中，这样固化剂又起到溶剂的作用，将润湿剂溶解在其中。当润湿剂与固化剂溶解后的混合物加入石英砂中时，固化剂首先在石英砂颗粒的表面包覆一层，与此同时润湿剂也在石英砂颗粒的表面包覆一层，固化剂帮助润湿剂附着在石英砂颗粒的表面上。步骤五中，将石英砂混合物装入岩芯模具后，用刮砂板将石英砂均匀分布，然后将装满石英砂的模具放置在液压机下，缓慢升压至14-83个大气压，稳压15min，泄压；将压制好的岩芯放置在烘箱内，在85℃条件下恒温固化6-8h，关闭烘箱电源，自然冷却至室温；使用取芯钻头和切割机制作不同形状的岩芯。优选的是，步骤一中，石英砂的粒径为40-60目、60-100目和100-200目，相应的混合比例为1:1:0.5-1。通过振筛机筛砂，一方面可以借助机械力与砂粒之间的磨剥力去除石英砂表面的薄膜铁、粘结物及泥性杂质矿物等，进一步磨碎未成单体的矿物集合体，另一方面可以过滤掉粒径较大的石英砂颗粒，并经过分级处理达到进一步提纯石英砂的效果。在上述任一方案中优选的是，步骤二中，固化剂的加热温度为100-110℃、加热时间为2-3h。在上述任一方案中优选的是，所述固化剂、环氧树脂和增韧剂构成胶结物。在上述任一方案中优选的是，所述固化剂、环氧树脂和增韧剂分
别为所述胶结物总重量的7％、63％和20％。在上述任一方案中优选的是，所述固化剂为乙二胺，所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。在上述任一方案中优选的是，所述润湿剂为混合后石英砂总重量的0.3-1.0％。在上述任一方案中优选的是，所述润湿剂为水溶性非离子型表面活性剂OP-10。非离子型表面活性剂OP-10的中文名称为烷基酚聚氧乙烯醚，白色及乳白色糊状物，100℃时的粘度为41±10mPa·s，闪点大于250℃，HLB值范围为13-14.5，在较宽的PH值范围和温度范围内都很稳定，耐酸碱，且抗硬水能力强，可与阴、阳离子表面活性剂配伍，是性能良好的非离子表面活性剂。由于OP-10的非极性基团很长，所以疏水能力强，而亲水基团夹在碳氢链中，醚基的亲水能力弱，所以使OP-10具有非常好的水溶性。本专利技术还提供一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：采用振筛机筛取不同粒径的石英砂，并按一定比例混合均匀，再称取混合后石英砂总重量的三分之一进行后续操作，剩余的三分之二备用；步骤二：将硅油稀释，再将稀释后的硅油加入称取的三分之一的石英砂中搅拌均匀，室温下挥发；步骤三：将挥发后的石英砂放入电热鼓风干燥箱中加热，恒温烘干，得到具有润湿性的石英砂；步骤四：将具有润湿性的石英砂加入备用的三分之二的石英砂中搅拌均匀，再加入固化剂、环氧树脂、增韧剂和丙酮，并搅拌、过筛，得到混合物；步骤五：将混合物装入岩芯模具中，通过液压机压制成人造砂岩岩芯，再将人造砂岩岩芯放入烘箱内固化，并自然冷却至室温，得到具有润湿性的人造砂岩岩芯。将不同等级的石英砂按比例混合后，经过硅油处理，再经过搅拌、挥发、烘干等一系列操作后使所制作的人造砂岩岩芯呈现弱亲油性。步骤五中，将石英砂混合物装入岩芯模具后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：采用振筛机筛取不同粒径的石英砂，并按一定比例混合均匀；步骤二：将固化剂放入恒温箱中加热；步骤三：将润湿剂加入加热后的固化剂中，并搅拌使其充分溶解，再将溶解后的物质加入丙酮中，得到含有润湿剂的混合物；步骤四：将含有润湿剂的混合物加入石英砂中，再加入环氧树脂和增韧剂，并搅拌、过筛，得到具有润湿性的石英砂；步骤五：将具有润湿性的石英砂装入岩芯模具中，通过液压机压制成人造砂岩岩芯，再将人造砂岩岩芯放入烘箱内固化，并自然冷却至室温，得到具有润湿性的人造砂岩岩芯。

【技术特征摘要】
1.一种人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：采用振筛机筛取不同粒径的石英砂，并按一定比例混合均匀；步骤二：将固化剂放入恒温箱中加热；步骤三：将润湿剂加入加热后的固化剂中，并搅拌使其充分溶解，再将溶解后的物质加入丙酮中，得到含有润湿剂的混合物；步骤四：将含有润湿剂的混合物加入石英砂中，再加入环氧树脂和增韧剂，并搅拌、过筛，得到具有润湿性的石英砂；步骤五：将具有润湿性的石英砂装入岩芯模具中，通过液压机压制成人造砂岩岩芯，再将人造砂岩岩芯放入烘箱内固化，并自然冷却至室温，得到具有润湿性的人造砂岩岩芯。2.如权利要求1所述的人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，其特征在于：步骤一中，石英砂的粒径为40-60目、60-100目和100-200目，相应的混合比例为1:1:0.5-1。3.如权利要求1所述的人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，其特征在于：步骤二中，固化剂的加热温度为100-110℃、加热时间为2-3h。4.如权利要求1-3中任一项所述的人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，其特征在于：所述固化剂、环氧树脂和增韧剂构成胶结物。5.如权利要求4所述的人造砂岩岩芯润湿性的控制方法，其特征在于：所述固化剂、环氧树脂和增韧剂分别为所述胶结物总重量的7%、63%和20%。6.如权利要求5所述的人造砂岩岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宜强，孔德彬，李斌会，袁靖舒，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11