人造岩心及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种人造岩心制作方法，所述方法包括以下步骤：用强酸或强碱处理熔点为300‑400℃的低熔点玻璃微珠以提供亲水性玻璃微珠；使用二氯二甲基硅烷水溶液处理玻璃微珠并且在250‑300℃加热固化以提供亲油性玻璃微珠；将所述亲水性玻璃微珠与所述亲油性玻璃微珠混合以得到非均质混合的玻璃微珠；将所述非均质混合的玻璃微珠装入到内表面涂抹耐高温脱模剂的模具中并且在300‑400℃加热至玻璃微珠软化；使用模具压制软化的玻璃微珠以使其变形而排列致密化以得到堆积体；将所述堆积体从模具中取出以得到人造岩心。所制备的人造岩心具有更接近天然岩心的非均质润湿性、孔隙度和渗透率。

【技术实现步骤摘要】
人造岩心及其制作方法
本专利技术属于油气勘探开发驱替测试领域，具体涉及一种人造岩心及其制作方法。
技术介绍
润湿性是油气勘探开发中的一个重要参数，对油气采收率和运移充注成藏都有重要影响。目前石油行业评价岩石润湿性的方法主要是Amott和USBM润湿指数法，这两种方法测试过都比较程繁琐、耗时长，更为关键的是测试前需要对岩心进行洗油处理，改变了岩石的原始润湿性，且测量过程中油相渗流也会溶解迁移胶质沥青质，从而改变岩石的润湿性。因此研制润湿状态已知的人造岩心成为研究润湿对渗流影响的重要途经。制造人造岩心的方法通常是压制法，将颗粒材料和胶结剂按一定的比例进行混合，经高压压实后胶结剂固结即可制成人造岩心。常用的胶结剂是有机材料，例如环氧树脂，所以常规压制方法制成的人造岩心润湿性呈现弱亲油或者中性润湿。不论是常规方法制作的人造岩心，还是按照亲油、亲水要求制作的人造岩心，其润湿性都是均一的。另外压制法制成的人工岩心中，颗粒无变形，孔隙度和渗透率都明显高于天然岩心。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种人造岩心制作方法以及由该方法制作的人造岩心，所述人造岩心具有更接近天然岩心的非均质润湿性、孔隙度和渗透率。为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：(1)一种用于制作人造岩心的方法，所述方法包括以下步骤：用强酸或强碱处理熔点为300-400℃的低熔点玻璃微珠以提供亲水性玻璃微珠；使用二氯二甲基硅烷水溶液处理玻璃微珠并且在250-300℃加热固化以提供亲油性玻璃微珠；将所述亲水性玻璃微珠与所述亲油性玻璃微珠随机混合或者按预定分布状态排布以得到非均质分布的玻璃微珠；将所述非均质分布的玻璃微珠装入到内表面涂抹耐高温脱模剂的模具中并且在300-400℃加热至玻璃微珠软化；使用模具压制软化的玻璃微珠以使其变形而排列致密化以得到堆积体；将所述堆积体从模具中取出以得到人造岩心。(2)根据(1)所述的方法，其中所述模具包括筒体和可在筒体内上下移动的柱体，所述柱体的外径等于或略小于所述筒体的内径。(3)根据(2)所述的方法，其中所述筒体和柱体的材质为耐高温不锈钢。(4)根据(1)所述的方法，其中所述低熔点玻璃微珠为含铅玻璃微珠。(5)根据(1)至(4)中任一项所述的方法，其中所述方法未使用胶结剂。(6)一种使用根据(1)至(5)中任一项所述的方法制作的人造岩心。有益效果本专利技术通过首先预先制备的亲水性和亲油性两种低熔点玻璃微珠按照随机混合或者以预定分布状态排布，然后在不使用胶结剂的情况下通过加热使玻璃微珠软化和表面熔解并压制而固结在一起，从而可以获得润湿性、孔隙度和渗透率更接近天然岩心的非均质润湿人造岩心。此外，通过改变油润湿和水润湿低熔点玻璃微珠的堆积方式，可以制成斑状润湿和混合润湿两种非均质润湿人造岩心，并且通过调节对软化玻璃微珠堆积体施加的轴向压力，还可以获得不同孔隙度和渗透率级别的非均质润湿人造岩心。附图说明图1是根据本专利技术的方法所使用的装置的示意图。具体实施方式根据本专利技术的方法包括以下步骤：用强酸或强碱处理熔点为300-400℃的低熔点玻璃微珠以提供亲水性玻璃微珠；使用二氯二甲基硅烷水溶液处理玻璃微珠并且在250-300℃加热固化以提供亲油性玻璃微珠；将所述亲水性玻璃微珠与所述亲油性玻璃微珠随机混合或者按预定分布状态排布以得到非均质分布的玻璃微珠；将所述非均质混合的玻璃微珠装入到内表面涂抹耐高温脱模剂的模具中并且在300-400℃加热至玻璃微珠软化；使用模具压制软化的玻璃微珠以使其变形而排列致密化以得到堆积体；将所述堆积体从模具中取出以得到人造岩心。根据本专利技术的方法，强酸的实例包括盐酸、硫酸等，强碱的实例包括氢氧化钠、氢氧化钾等。低熔点玻璃微珠具有300-400℃的熔点，例如350℃，并且实例包括含铅玻璃微珠。加热固化和加热软化可以在马弗炉中进行。加热固化的时间可以为24～48小时。本专利技术的方法所使用的模具包括筒体和可在筒体内上下移动的柱体，所述柱体的外径等于或略小于所述筒体的内径。所述筒体和柱体可以的材质为耐高温不锈钢，例如301S耐高温不锈钢。图1是根据本专利技术的方法所使用的装置的示意图。如图1所示，混合或预先排布的低熔点玻璃微珠2置于包括不锈钢柱体1和不锈钢筒体3的模具中，模具置于马弗炉4中进行加热。不锈钢柱筒内径可以为2.54cm，壁厚0.3cm，筒深25cm；不锈钢柱直径2.536cm，长度23cm。采用上述装置可以制作出2～22cm长的人造混合润湿岩心。根据本专利技术，耐高温脱模剂的实例包括氮化硼。根据本专利技术的上述方法可以获得非均质润湿的人造岩心。例如，所述人造岩心可以是斑状润湿或混合润湿的。以下，将通过一些实施例来具体说明本专利技术。应当懂得，这些实施例仅用于说明的目的，它们并不以任何方式对本专利技术构成限制。实施例1将60目的含铅玻璃微珠(熔点350℃)分别用5％的盐酸和氢氧化钠清洗除去表面杂质，再用清水漂洗并晾干，获得水润湿低熔点湿玻璃微珠。取部分低熔点玻璃微珠用浓度为0.1％的二氯二甲基硅烷水溶液浸泡，滤干后用马弗炉在280℃加热48小时，并降至室温，制成油润湿低熔点玻璃微珠。在不锈钢桶内表面涂抹氮化硼。将油润湿和水润湿低熔点玻璃微珠按照2：3的比例进行充分混合。选取适量油润湿和水润湿低熔点玻璃微珠混合物装入不锈钢柱筒(301S高温不锈钢)，填充高度8cm，并将玻璃微珠上表面找平后在其上面装入不锈钢柱(301S高温不锈钢)。将装入玻璃微珠不锈钢柱筒放置在马弗炉中，370℃恒温三个小时。取出装有玻璃微珠不锈钢柱筒，通过不锈钢柱体进行轴向施压(大小为100N)，使得软化后的玻璃微珠挤压变形使其排列致密化。待冷却后将高温固结的玻璃微珠柱状堆积体取出即获得油润湿和水润湿为2∶3的人造混合润湿岩心。用气测法测得所造混合润湿岩心孔隙度为12.8％，渗透率9.74mD，接近天然岩心(10个样品)的孔隙度平均值12％和渗透率平均值8.05mD。上述实施例仅例示性的说明了本专利技术，而非用于限制本专利技术。熟知本领域的技术人员应当理解，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，对本专利技术实施例所作的任何更改和变化均落在本专利技术的范围内。且本专利技术的保护范围应由所附的权利要求确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制作人造岩心的方法，所述方法包括以下步骤：/n用强酸或强碱处理熔点为300-400℃的低熔点玻璃微珠以提供亲水性玻璃微珠；/n使用二氯二甲基硅烷水溶液处理玻璃微珠并且在250-300℃加热固化以提供亲油性玻璃微珠；/n将所述亲水性玻璃微珠与所述亲油性玻璃微珠随机混合或者按预定分布状态排布以得到非均质分布的玻璃微珠；/n将所述非均质分布的玻璃微珠装入到内表面涂抹耐高温脱模剂的模具中并且在300-400℃加热至玻璃微珠软化；/n使用所述模具压制软化的玻璃微珠以使其变形而排列致密化以得到堆积体；/n将所述堆积体从所述模具中取出以得到人造岩心。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制作人造岩心的方法，所述方法包括以下步骤：
用强酸或强碱处理熔点为300-400℃的低熔点玻璃微珠以提供亲水性玻璃微珠；
使用二氯二甲基硅烷水溶液处理玻璃微珠并且在250-300℃加热固化以提供亲油性玻璃微珠；
将所述亲水性玻璃微珠与所述亲油性玻璃微珠随机混合或者按预定分布状态排布以得到非均质分布的玻璃微珠；
将所述非均质分布的玻璃微珠装入到内表面涂抹耐高温脱模剂的模具中并且在300-400℃加热至玻璃微珠软化；
使用所述模具压制软化的玻璃微珠以使其变形而排列致密化以得到堆积体；
将所述堆积体从所述模具中取...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷裕红，张立宽，罗晓容，程明，刘乃贵，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11