一种泥质疏松砂岩岩心制作方法技术

本发明专利技术涉及石油开发领域，具体涉及一种泥质疏松砂岩岩心制作方法。首先获得目标储层段的矿物成分及比例、粒径大小、地层水成分，选择相对应的原料。根据岩心所在地层的上覆岩石压力确定压制压力，采用环氧树脂胶结来制作岩心。获得目标储层段岩心的孔隙度、渗透率、杨氏模量、单轴抗压强度和泊松比，赋予权重系数。对人造岩心的孔隙度、渗透率、杨氏模量、单轴抗压强度和泊松比参数进行测定，比较与真实岩心各项参数相对误差和总偏差度，如果偏差较大，调整压制压力和胶结物含量，直到岩心参数符合仿真要求为止。

【技术实现步骤摘要】
一种泥质疏松砂岩岩心制作方法
本专利技术涉及石油开发领域，具体涉及一种泥质疏松砂岩岩心制作方法。
技术介绍
随着常规油气资源的可采储量和新增探明储量逐年递减，石油科技工作者不得不将开发目标转向非常规油气资源，其中就包括泥质疏松砂岩油气藏。与常规油气藏相比，泥质疏松砂岩油气藏一般具有埋藏浅、疏松易散、压实成岩作用差、粘土矿物含量高、渗透率不高、胶接强度较弱、原油黏度高等特征，常规注采工艺难以满足生产需求，因此泥质疏松砂岩油气藏开发前往往需对其实施压裂，通过在储层产生裂缝，改善储层油气渗流能力，进而提高油气采收率。由于现场实践需要相关实验研究提供理论基础，所以开展室内压裂模拟实验对现场压裂各项参数优化十分必要。物理模拟采用的实验模型主要为岩心模型，而室内实验需要大量岩心，由于天然岩心数量有限、体积小、取出难度大、成本高等限制，通常选用人造岩心来代替天然岩心进行物理模拟实验。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术提出一种泥质疏松砂岩岩心制作方法，以制作出可以满足室内压裂模拟实验研究需求的岩心。本专利技术采用的技术方案为：按照目标储层段的矿物成分及比例、粒径大小、地层水成分，筛分粒径大小不同的石英砂颗粒，确定不同粒径石英砂颗粒所占比例，确定粘土类型和比例，配置地层水，地层水的添加量控制在粘土质量的25％～30％之间。实验中将环氧树脂胶结物、粘土、石英砂和地层水按照配比搅拌混合均匀，填入压制模具，在压制模具的轴向上施加选定的压制压力进行压制10min以上，压制压力选择该地层上覆岩层压力。拆卸模具后的岩心常温养护72h以上。获得目标储层段岩心的孔隙度、渗透率、杨氏模量、单轴抗压强度和泊松比，根据压裂中各参数所起的作用，给孔隙度、渗透率、杨氏模量、单轴抗压强度、泊松比分别赋予0.1、0.3、0.2、0.2、0.2的权重系数，由加权公式可计算天然岩心和人造岩心总偏差度。设置人造岩心和天然岩心每个参数的相对误差值不高于10％，总偏差度不高于5％。若人造岩心符合以上标准，即认为配制达到仿真要求；若人造岩心不符合以上标准，通过调整人造岩心的胶结物比例和压制压力重新制作人造岩心，直到人造岩心符合仿真要求为止。本专利技术的有益效果是：针对室内压裂模拟实验，确定岩心各个参数的权重，确保人造岩心与天然岩心的偏差度较小。分析天然岩心矿物成分，使人造岩心矿物成分和其相似，且制作方法简单易操作，岩心重复性优良、可对比性好。25％～30％的地层水添加量既可以避免水分过多引起的压制过程中部分水带着胶结剂被挤出，又可以避免水分过少引起的岩心拆模时易断裂。附图说明图1是本专利技术一种实施方式所提供的岩心制作方法的步骤流程图具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术中的实例对方案进行清楚、完整地描述。选择石英砂环氧树脂胶结人造岩心制作方法，获得X井泥质疏松砂岩岩心中石英砂占72％，伊利石占13％，蒙脱石占7％，高岭石、绿泥石共占2％，钠长石、钾长石、斜长石共占2％，方解石、白云石、菱铁矿共占3％，石英砂粒度<0.1mm的占20％，0.1～0.38mm的占70％，0.38～0.83mm的占10％，地层水中主要元素KCl为10.7g/L，MgCl2为1.4g/L，CaCl2为0.4g/L，Na2SO4为1.4g/L。按性质相似，把钠长石、钾长石、斜长石归到石英砂共占75％，伊利石、蒙脱石、高岭石、绿泥石归到粘土共占22％，把方解石、白云石、菱铁矿归到胶结物共占3％，即石英砂、粘土、环氧树脂质量比值为75：22：3，人造岩心选用粘土为伊利石和蒙脱石，伊利石占粘土的65％，蒙脱石占粘土的35％，人造岩心中石英砂目数150、目数40、目数20的分别占20％、70％、10％。按地层水离子种类及含量配置与实际地层相似的仿真地层水，即每升水中加入10.7g的KCl固体、1.4g的MgCl2固体、0.4g的CaCl2固体、1.4g的Na2SO4固体。获得该岩心所在地层段深度为700m，计算得其上覆岩层压力为14.7MPa。将制作岩心所需的石英砂、粘土依次倒入搅拌杯，加入一定量的地层水(粘土质量的25％)后，将搅拌杯放在小型搅拌机上搅拌。将环氧树脂(EP-44)、配套的固化剂及偶联剂按1:1:1混合调配，并溶于酒精中，其质量比混合物：酒精＝3:1。往搅拌杯中倒入稀释后的胶结物，搅拌至粘土、石英砂、胶结物和地层水均匀分布。将搅伴均匀的粘土—石英砂—胶结物的混合物填入压制模具，在压制模具的轴向上施加选定的压制压力进行压制10min。拆卸模具后的岩心常温养护72h。测出X井泥质疏松砂岩储层段岩心的物性和力学参数作为人造泥质疏松砂岩岩心物性和力学参数大小，即孔隙度24.4％，渗透率27.0×10-3μm2，杨氏模量440MPa，单轴抗压强度6MPa，泊松比0.31。初次选定初始压制压力为14.7MPa，初次选定石英砂：粘土：胶结物＝75：22：3制作人造岩心C1，测得岩心C1孔隙度26.02％，渗透率124.4×10-3μm2，杨氏模量215.1MPa，单轴抗压强度2.55MPa，泊松比0.3957。与实际岩心各项参数对比发现，岩心C1的孔隙度在误差范围内，渗透率和泊松比比实际岩心大，单轴抗压强度和杨氏模量比实际岩心小，总偏差度大于5％，判断应该增大压制压力。调整压制压力为20MPa，石英砂：粘土：胶结物＝75：22：3制作人造岩心C2，测得岩心C2孔隙度25.5％，渗透率83.7×10-3μm2，杨氏模量241.2MPa，单轴抗压强度3.19MPa，泊松比0.3834。与实际岩心各项参数对比发现，C1岩心的孔隙度在误差范围内，渗透率和泊松比比实际岩心大，单轴抗压强度和杨氏模量比实际岩心小，总偏差度大于5％，分析认为胶结物含量过小导致岩心C1和岩心C2均与实际岩心参数均有较大差异，判断应该增大胶结物的含量。压制压力为20MPa，调整粘土：石英砂：粘土：胶结物＝75：22：4制作人造岩心C3，孔隙度22.12％，渗透率13.6×10-3μm2，杨氏模量703.2MPa，单轴抗压强度10.61MPa，泊松比0.2691。与实际岩心各项参数对比发现，C3岩心的孔隙度在误差范围内，渗透率和泊松比比实际岩心小，单轴抗压强度和杨氏模量比实际岩心大，总偏差度大于5％，判断应该减小胶结物的含量。压制压力为20MPa，调整石英砂：粘土：胶结物＝75：22：3.5，制作人造岩心C4，孔隙度23.28％，渗透率27.4×10-3μm2，杨氏模量463.3MPa，单轴抗压强度6.46MPa，泊松比0.3294。利用数学公式计算得到C4岩心的孔隙度、渗透率、杨氏模量、单轴抗压强度、泊松比与实际岩心的相对误差值分别为4.59％、1.48％、5.30％、7.66％、6.26％，均小于10％，总偏差度为4.75％，小于5％，判断该岩心符合仿真要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泥质疏松砂岩岩心制作方法，主要包括：原料的选取，岩心的制作，各参数权重赋予，压制压力和胶结物含量的调整，其特征在于：选石英砂和伊利石、蒙脱石作为岩心的骨架材料，环氧树脂胶结，使用仿真地层水，采用孔隙度、渗透率、杨氏模量、单轴抗压强度和泊松比作为室内模拟压裂岩心的评价参数，根据人造岩心和实际岩心参数误差判断人造岩心是否达到仿真要求。

【技术特征摘要】
1.一种泥质疏松砂岩岩心制作方法，主要包括：原料的选取，岩心的制作，各参数权重赋予，压制压力和胶结物含量的调整，其特征在于：选石英砂和伊利石、蒙脱石作为岩心的骨架材料，环氧树脂胶结，使用仿真地层水，采用孔隙度、渗透率、杨氏模量、单轴抗压强度和泊松比作为室内模拟压裂岩心的评价参数，根据人造岩心和实际岩心参数误差判断人造岩心是否达到仿真要求。2.根据权利要求1所述的一种泥质疏松砂岩岩心制作方法，其特征在于：环氧树脂添加量以实际岩心中胶结物含量为初始值，根据人造岩心的物性参数和力学参数值进行调整。3.根据权利要求1所述的一种泥质疏松砂岩岩心制作方法，其特征在于：参照实际地层水离子总数及主要离子类型配比仿真地层水。4.根据权利要求1所述的一种泥质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫东，杨琛，王绪性，朱跃成，关旭辉，渠源瀚，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37