一种超低渗透岩芯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超低渗透岩芯及其制备方法，所述超低渗透岩芯含有β‑Si

Ultra low permeability core and preparation method thereof

The invention relates to an ultra low permeability core and a preparation method thereof, wherein the ultra low permeability cores containing beta Si

【技术实现步骤摘要】
一种超低渗透岩芯及其制备方法
本专利技术涉及一种超低渗透岩芯及其制备方法，这种人造岩芯可用于非常规油气藏开发过程中的渗流机理研究，属于力学领域。
技术介绍
在油田生产开发过程中，许多实际问题的解决离不开人造岩心，尤其是对于超低渗透油气藏、致密油气藏。我国资源储备庞大，拥有巨大的开采价值，对其研发将缓解我国石油紧张局面，但目前我国对其研究开发程度有限，实验所需天然岩心的获取受到很多因素的限制，这给实验研究带来了不少困扰。因而绝大多数实验采用人造岩心，但是我国制备的人造岩心渗透率往往很难达到超低渗透。针对目前的这种困境，我们需要相关专业人士对此投入大量研究。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种超低渗透岩芯，所述岩心含有β-Si3N4、黏土、碳粉、BN及CaF2，其中β-Si3N4、黏土、碳粉、BN及CaF2的重量百分含量为：在一个优选地实施方案中，所述β-Si3N4、黏土、碳粉、BN及CaF2的重量百分含量为：本专利技术还提供了一种超低渗透岩芯制备的方法，其包括如下步骤：1)将不同组分的配料加水充分揉和；2)将揉和后的粉末放入模具中，然后将模具放入烧结炉中，在高温下进行烧结，经升温、保温、冷却后制成大块陶瓷；3)将步骤2)所得的大块陶瓷进行标准岩心的切割。在一个优选地实施方案中，所述步骤1)中加入水的量为总配料质量的10％。在一个优选地实施方案中，所述步骤2)中的烧结氛围为常压下，氮气气氛中进行烧结。在一个优选地实施方案中，所述步骤2)中升温速度20-40℃/min。在一个优选地实施方案中，所述步骤2)中保温温度为1600-1700℃，保温时间为2-3h。在一个优选地实施方案中，所述步骤2)中冷却为自然冷却。在一个优选地实施方案中，所述步骤3)中标准岩芯的形状为直径25mm，长度50mm的圆柱形。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种超低渗透岩芯及其制备方法，其中利用碳粉作为造孔剂，在高温下会充分燃尽且没有灰烬，利用此方法制备的岩心的渗透率可以达到特低渗透和致密油藏的量级：10毫达西-0.1毫达西，这种人造岩芯可用于非常规油气藏开发过程中的渗流机理研究。具体实施方式下述非限制性实施例可以使本领域普通技术人员更全面的理解本专利技术，但不可以任何方式限制本专利技术。实施例中的模具采用CN200510063666.2中公开的模具，该模具由侧板、端板、底板和压板组成，底板与压板为硬杂木，其余为碳钢，两侧板端面各有一组螺栓孔，可用螺栓将两个侧板连接在一起，本专利技术所采用的模具如没有特别的限定，也可为本领域公知的模具。渗透率测量仪：PoroPDP-200覆压孔隙度渗透率测量仪。实施例11)将不同组分的配料加水后充分揉合：取氮化硅75g、黏土20g、碳粉2g、氮化硼2g、氟化钙1g放入模具中，加水10g后充分揉合1h至均匀并压实制成粗胚；2)在高温下进行烧结，制成大块陶瓷：在常压下，氮气气氛中将所得粗胚在烧结炉中以30℃/min的速度升温至1650℃，保温2h，停止加热随烧结炉冷却至室温，制成大块陶瓷；3)标准岩心的切割：将步骤2)中所得的陶瓷上利用岩石切割机和抛光机制备岩芯直径25mm，长度50mm的圆柱形标准岩心；4)测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率：利用PoroPDP-200覆压孔隙度渗透率测量仪测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率，岩心的渗透率可以达到特低渗透和致密油藏的量级：4.3毫达西。实施例21)将不同组分的配料加水后充分揉和：将氮化硅75g、黏土20g、碳粉3g、氮化硼1g、氟化钙1g放入模具中，加水10g后充分揉合1h至均匀并压实制成粗胚；2)在高温下进行烧结，制成大块陶瓷：在常压下，氮气气氛中将所得粗胚在烧结炉中以20℃/min的速度升温至1650℃，保温3h，停止加热随烧结炉冷却至室温，制成大块陶瓷；3)标准岩心的切割：将步骤2)中所得的陶瓷上利用岩石切割机和抛光机制备岩芯直径25mm，长度50mm的圆柱形标准岩心；4)测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率：利用PoroPDP-200覆压孔隙度渗透率测量仪测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率，岩心的渗透率可以达到特低渗透和致密油藏的量级：8.2毫达西。实施例31)将不同组分的配料加水后充分揉合：将氮化硅80g、黏土15g、碳粉2g、氮化硼2g、氟化钙1g放入模具中，加水10g后充分揉合1h至均匀并压实制成粗胚；2)在高温下进行烧结，制成大块陶瓷：在常压下，氮气气氛中将所得粗胚在烧结炉中以25℃/min的速度升温至1650℃，保温2h，停止加热随烧结炉冷却至室温，制成大块陶瓷；3)标准岩心的切割：将步骤2)中所得的陶瓷上利用岩石切割机和抛光机制备岩芯直径25mm，长度50mm的圆柱形标准岩心；4)测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率：利用PoroPDP-200覆压孔隙度渗透率测量仪测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率，岩心的渗透率可以达到特低渗透和致密油藏的量级：6.5毫达西。实施例41)将不同组分的配料加水后充分揉合：将氮化硅80g、黏土12.5g、碳粉4.9g、氮化硼0.1g、氟化钙2.5g放入模具中，加水10g后充分揉合1h至均匀并压实制成粗胚；2)在高温下进行烧结，制成大块陶瓷：在常压下，氮气气氛中将所得粗胚在烧结炉中以35℃/min的速度升温至1600℃，保温2h，停止加热随烧结炉冷却至室温，制成大块陶瓷；3)标准岩心的切割：将步骤2)中所得的陶瓷上利用岩石切割机和抛光机制备岩芯直径25mm，长度50mm的圆柱形标准岩心；4)测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率：利用PoroPDP-200覆压孔隙度渗透率测量仪测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率，岩心的渗透率可以达到特低渗透和致密油藏的量级：2.7毫达西。实施例51)将不同组分的配料加水后充分揉合：将氮化硅86.4g、黏土10g、碳粉1g、氮化硼2.5g、氟化钙0.1g放入模具中，加水10％后充分揉合1h至均匀并压实制成粗胚；2)在高温下进行烧结，制成大块陶瓷：在常压下，氮气气氛中将所得粗胚在烧结炉中以40℃/min的速度升温至1700℃，保温2h，停止加热随烧结炉冷却至室温，制成大块陶瓷；3)标准岩心的切割：将步骤2)中所得的陶瓷上利用岩石切割机和抛光机制备岩芯直径25mm，长度50mm的圆柱形标准岩心；4)测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率：利用PoroPDP-200覆压孔隙度渗透率测量仪测量陶瓷人造岩心的孔隙度和渗透率，岩心的渗透率可以达到特低渗透和致密油藏的量级：1.6毫达西。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低渗透岩芯，其特征在于：所述岩心含有β‑Si

【技术特征摘要】
1.一种超低渗透岩芯，其特征在于：所述岩心含有β-Si3N4、黏土、碳粉、BN及CaF2、其中β-Si3N4、黏土、碳粉、BN及CaF2的重量百分含量为：。2.根据权利要求1所述的一种超低渗透岩芯，其特征在于：所述β-Si3N4、黏土、碳粉、BN及CaF2的重量百分含量为：。3.一种制备权利要求1或2的超低渗透岩芯的方法，包括如下步骤：1)将不同组分的配料加水充分揉和；2)将揉和后的粉末放入模具中，然后将模具放入烧结炉中，在高温下进行烧结，经升温、保温、冷却后制成大块陶瓷；3)将步骤2)所得大块陶瓷进行标准岩心的切割。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中加入水的量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋付权，宋兴兴，黄小荷，汪勇，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33