一种制备人造方岩心的模具及方岩心的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备人造方岩心的模具及方岩心的制备方法，所述模具包括：底板；垫片；方形环板，其中间掏空成四个并列的矩形通孔；压块组，其包括四个与矩形通孔相匹配的压块，压块内部设有T字型排气通道，排气通道的三个端口分别位于压块的压制表面和左右侧面；刮平工具，其包括刮板、横梁、松紧调节旋钮和尺寸调节旋钮，所述横梁包括两夹板，两夹板一侧边缘开设有用于容纳所述刮板的凹口，两夹板的凹口相对设置将刮板夹持在两夹板之间。方岩心的制备方法包括：(1)组装模具；(2)制备胶结剂；(3)配料装模；(4)压制成型；(5)加热固化；(6)脱模。本发明专利技术优化了人造方岩心的制备方法，提高了岩心制作的效率及岩心质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油藏开发
，具体涉及一种制备人造方岩心的模具及方岩心的制备方法。
技术介绍
在水驱油田开发过程中，化学驱油剂对于改善水驱开发效果和提高原油采收率具有十分重要的作用，具备某种功能的驱油剂产品往往有许多，这就需要对产品优选。产品优选的依据是它在油藏岩心中的渗流特性，即需要开展岩心驱替实验。目前，由于天然岩心价格高且受来源和规格的限制，国内研究机构进行岩心驱替实验时多数采用人造岩心。目前，人造岩心制作方法有石英砂环氧树脂胶结、石英砂或玻璃球充填和石英砂磷酸铝烧结等几种，其中石英砂磷酸铝烧结法制作岩心的重复性差，石英砂或玻璃球充填模型不含胶结物，其孔隙尺寸和孔隙结构等方面与天然岩心差别较大，这两种岩心的应用受到限制。石英砂环氧树脂胶结岩心不仅岩石孔隙尺寸和结构特征与天然岩心相近，而且制作工艺简单、岩心重复性优良，因而在国内石油科学研究中被广泛应用。但常用的环氧树脂是以液体状呈现的，包括磷酸铝、硅酸盐类环氧树脂。液体与固体的混合程度受到液体状环氧树脂的黏度影响，制作岩心过程中，由于液固混合物在模具中提留时间较长，如果液体黏度不足，那么附着在颗粒表面的附着力不足，液体将在重力作用下向模具底部运移，成型后的均质岩心在一定程度上是非均质的，表现出孔隙式胶结形式。采用液体状的胶结剂是不可避免这种现象的产生。因此，对于点接触胶结方式的岩心制造，该方法是行不通的，需要开拓新方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种制备人造方岩心的模具及方岩心的制备方法，为实验研究点接触式胶结油藏而制备出点接触人造方岩心，满足室内关于点接触油藏类型的实验研究。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种制备人造岩心的模具，包括：底板；垫片，其铺设在所述底板上面；方形环板，其设于所述垫片上面，所述方形环板中间掏空成四个并列的矩形通孔，所述通孔尺寸：长×宽×高的尺寸为300mm×45mm×135mm；压块组，其包括四个与矩形通孔相匹配的压块，所述压块内部设有T字型排气通道，排气通道的三个端口分别位于压块的压制表面和左右侧面；刮平工具，其包括刮板、横梁、松紧调节旋钮和尺寸调节旋钮，所述刮板上设置有尺寸刻度，尺寸调节旋钮设于刮板的一侧顶端，所述横梁包括两夹板，夹板一侧边缘中部开设有凹陷部，两夹板的凹陷部相对设置，所述刮板以垂直于夹板的方式设置于两块夹板之间的凹陷部内，通过松紧调节旋钮固定，且相对于两块夹板上下滑动调节尺寸。优选的是，所述方形环板的四角位置分别设有吊环。优选的是，所述模具内壁表面粗糙度Ra≤0.025μm。一种人造方岩心的制备方法，包括如下步骤：(1)组装模具；(2)制备胶结剂：所述胶结剂由聚酯树脂、固化剂、流平剂和硫酸钡按质量百分比混合而成，其中，聚酯树脂质量百分含量为80％～94％，固化剂质量百分含量为4.5％～14％，流平剂质量百分含量为1％～5％，硫酸钡质量百分含量为0.5％～1.0％；(3)配料装模：将石英砂、粘土矿物和胶结剂按比例混合均匀，装入模具的矩形通孔内；(4)压制成型：采用螺栓固定压块与主体模具，将填装好的模具放置在液压机上，在压制压力50MPa～58MPa条件下预压10min，然后保持恒定压力50MPa稳压15min；(5)加热固化：将卸压后的模具整体放入高温烘箱内，先在98℃下烘烤240min，然后升温至120℃烘烤30min，最后升温至210℃烘烤10min；(6)脱模：将经过加热固化的模具中的岩心取出，拆卸底板和压块螺栓，液压机连接吊环提升模具，然后选用铁块支撑模具底部，采用压块顶出岩心，最终得到成型的人造方岩心。优选的是，所述胶结剂与石英砂的混合质量比为1:100～200。优选的是，所述人造方岩心的制备方法中步骤(3)中，将混合物加入模具后，将模具放于振动装置上振动，然后用刮平工具将混合物表面刮平，最后将压块置于混合物表面。优选的是，所述人造方岩心的制备方法还包括步骤(7)切割：在空气、氮气或液氮三者中任意一种气体氛围保护下切割岩心两端，得到长度、宽度、高度分别为300mm、45mm、45mm的人造方岩心。本专利技术包括以下有益效果：其一、本专利技术采用自行设计组装的模具，根据实际需要可以一次性制备出最多四个岩心，优化了岩心压块内部结构，压块内部设有T字型排气通道，排气通道的三个端口分别位于压块的压制表面和左右侧面，避免了填压过程中，因为岩心空腔内的气体冲击混合物颗粒，改变混合均匀后的颗粒接触关系，甚至使混合物从排气通道冲出，底板、方形环板及压块的表面均打磨粗糙，有利于石英砂颗粒在填压过程中与模具的契合，又不影响取出岩心时对岩心壁面的损伤；其二、改进了刮平工具的结构和尺寸，该尺寸的刮平工具与模具相匹配，且刮板厚度适中，刮板与模具形成最佳契合，且可以调节刮板高度，能够稳定控制刮平板，确保刮平板不倾斜，确保刮平效果；其三、本专利技术中对胶结剂进行了优化，将聚酯树脂、固化剂、流平剂和硫酸钡按最佳质量百分比混合制得胶结剂，其对混合物颗粒具有更好的胶结固化成型作用，避免了因胶结剂含量过多，不易分散，直接胶结成死孔隙结构的现象，进而获得优质的人造岩心；其四、在压制成型步骤中，先预压10min，然后稳压15min，通过预压和稳压使混合物颗粒接触方式在该压力条件下更稳定；最后、在加热固化步骤中：先在98℃下烘烤240min，然后升温至120℃烘烤30min，最后升温至210℃烘烤10min，首先经过传热使恒温箱内热量均匀传递至岩心内部各个位置，为下一步加热作铺垫，使聚酯树脂的最佳温度和时间下融化，避免孔隙结构变化，进而制得性能优良的岩心。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1人造方岩心的模具结构示意图；图2为压块结构示意图；图3为压块剖面图；图4为刮平工具结构示意图。图中标号：底板1、方形环板2、垫片3、压块组4、连接件5、矩形通孔6、排气通道7、端口8、吊环9、支架10、刮板11、横梁12、松紧调节旋钮13、尺寸刻度14、尺寸调节旋钮15。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1、图2、图3和图4所示，一种制备人造岩心的模具，包括：底板1；垫片3，其铺设在所述底板1上面，所述垫片将底板和方形环板隔开，避免岩心与底板的直接接触，优选的是，所述垫片为塑料制成的薄膜；方形环板2，其设于所述垫片3上面，所述方形环板中间掏空成四个并列的矩形通孔6，所述通孔尺寸：长×宽×高的尺寸为300mm×45mm×135mm，可以根据实际需要可以一次性制备出最多四个岩心；压块组4，其包括四个与矩形通孔相匹配的压块，所述压块内部设有T字型排气通道7，排气通道的三个端口8分别位于压块的压制表面和左右侧面，避免了填压过程中，因为岩心空腔内的气体冲击混合物颗粒，改变混合均匀后的颗粒接触关系，甚至使混合物从排气通道冲出；刮平工具，如图4所示，其包括刮板11、横梁12、松紧调节旋钮13和尺寸调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备人造方岩心的模具，其特征在于，包括：底板；垫片，其铺设在所述底板上面；方形环板，其设于所述垫片上面，所述方形环板中间掏空成四个并列的矩形通孔，所述通孔尺寸，长×宽×高的尺寸为300mm×45mm×135mm；压块组，其包括四个与矩形通孔相匹配的压块，所述压块内部设有T字型排气通道，排气通道的三个端口分别位于压块的压制表面和左右侧面；刮平工具，其包括刮板、横梁、松紧调节旋钮和尺寸调节旋钮，所述刮板上设置有尺寸刻度，尺寸调节旋钮设于刮板的一侧顶端，所述横梁包括两夹板，两夹板一侧边缘开设有用于容纳所述刮板的凹口，两夹板的凹口相对设置将刮板夹持在两夹板之间，通过松紧调节旋钮固定，所述刮板垂直于两夹板且相对于两夹板上下滑动。

【技术特征摘要】
2016.12.12 CN 20162135708641.一种制备人造方岩心的模具，其特征在于，包括：底板；垫片，其铺设在所述底板上面；方形环板，其设于所述垫片上面，所述方形环板中间掏空成四个并列的矩形通孔，所述通孔尺寸，长×宽×高的尺寸为300mm×45mm×135mm；压块组，其包括四个与矩形通孔相匹配的压块，所述压块内部设有T字型排气通道，排气通道的三个端口分别位于压块的压制表面和左右侧面；刮平工具，其包括刮板、横梁、松紧调节旋钮和尺寸调节旋钮，所述刮板上设置有尺寸刻度，尺寸调节旋钮设于刮板的一侧顶端，所述横梁包括两夹板，两夹板一侧边缘开设有用于容纳所述刮板的凹口，两夹板的凹口相对设置将刮板夹持在两夹板之间，通过松紧调节旋钮固定，所述刮板垂直于两夹板且相对于两夹板上下滑动。2.如权利要求1所述的制备人造方岩心的模具，其特征在于，所述方形环板的四角位置分别设有吊环。3.如权利要求1所述的制备人造方岩心的模具，其特征在于，所述模具内壁表面粗糙度Ra≤0.025μm。4.一种人造方岩心的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)组装模具；(2)制备胶结剂：所述胶结剂由聚酯树脂、固化剂、流平剂和硫酸钡按质量百分比混合而成，其中，聚酯树脂质量百分含量为80％～94％，固化剂质量百分...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶仲斌，印风军，施雷庭，朱诗杰，朱珊珊，陈洪，舒政，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51