一种侧积夹层人造岩心的制备方法以及专用工具技术

一种侧积夹层人造岩心的制备方法以及专用工具，主要为了解决现有岩心不能真实模拟油层中侧积夹层存在的问题。该方法由如下步骤构成：制备侧积体压制弧板与安装模具；精确计算出岩心底层高渗层和侧积体低渗层不同粒度的石英砂与胶黏剂配料；将各份配料依次加入胶黏剂后分别搓匀；高渗层配料装入模具加压定型；将低渗配料依次装入高渗上层的侧积体内，放好侧积体压制弧板，依次加压后撤下压制弧板布设侧积夹层，根据需要布设水平井；将岩心放入恒温箱中固化；岩心表面胶化处理；全面布设饱和井、注采井和压力监测井；分次浇铸成型。利用本发明专利技术所获得的岩心可以较好的模拟油层中侧积夹层的存在情况，为室内物理实验提供成熟有效的技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种侧积夹层人造岩心的制备方法以及专用工具
本专利技术涉及一种应用于油气田开发领域中的岩心制备方法，具体的说，是涉及一种侧积夹层人造岩心的制备方法以及专门用于实施该方法的设备。
技术介绍
我国油田中存在侧积夹层和尖灭的情况较为普遍，侧积夹层对油田开发存在着重大影响，因为侧积夹层的存在，注采井的井位位置及水平井的部署都影响到最终的采收率与剩余油分布部位，现场的实际开发也体现了这一点。在油田开发的高含水后期，曲流河河道砂体的下部高水淹，在夹层的遮挡作用下，河道砂体的中上部会因注入水被遮挡而产生直井无法动用或者动用效果不好的剩余油，现场实际开发过程中利用水平井扩大油层泄油面积的优势，有效地挖潜河道砂体中上部的剩余油。但是，目前室内模拟曲流河砂体内部的侧积夹层的研究还处于初级阶段，这是因为当前室内驱油实验使用的岩心主要为均质岩心、层内非均质岩心及层间非均质岩心，并没有成熟的岩心夹层布设方法，无法真实有效的模拟出侧积夹层在驱替过程中所产生的遮挡等作用，而目前可模拟曲流河点坝砂体的建筑结构一新月形楔状斜列式、阶梯式和波浪式，这3种较为普遍的模型却在控制侧积夹层倾角的问题上没有良好的解决方法，并且以上岩心模型均无法满足室内侧积夹层实验中对水平井及饱和井的要求，不能制造出侧积夹层岩心来有效模拟夹层遮挡部分的剩余油的开采过程，严重的束缚了侧积夹层实验岩心的实用性与准确性，制约了侧积夹层方面室内物理实验的研究。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本专利技术提供了一种侧积夹层人造岩心的制备方法以及专用工具，利用本专利技术所获得的岩心可以较好的模拟油层中侧积夹层的存在情况，可以真实有效的模拟出侧积夹层在驱替过程中所产生的遮挡等作用，为室内物理实验提供成熟有效的技术支持。 本专利技术的技术方案是:本种侧积夹层人造岩心的制备方法，主要由如下步骤组成: (1)按照需要制备的岩心尺寸、侧积夹层的数量以及侧积夹层的倾角确定岩心压制模具的尺寸、所述模具上开有的弧板滑动卡槽及竖直挡板卡槽的位置以及弧板的倾角，完成侧积体压制弧板的制备与压制模具的组装，得到无盖但有底板的中空长方体模具，所述侧积体压制弧板的倾角与侧积夹层的倾角相同； (2)用体积法精确计算出侧积夹层人造岩心的底部高渗层和上部侧积低渗夹层部分所需要的不同粒度的石英砂与胶黏剂配料； (3)将步骤(2)中所计算出的各份石英砂与胶黏剂配料依次加入胶黏剂后分别搓匀； (4)将步骤(3)中混合好的底部高渗层所需要配料装入步骤(I)中所得到的压制模具中进行加压定型； (5)在步骤(4)中所获得的经加压定型后的底部高渗层上设置侧积体，所述侧积体按照如下模式设置:在所述压制模具上沿竖直挡板卡槽位置垂直插入n+1块竖直挡板，将侧积体划分为n+1部分，n为待模拟的侧积夹层数量； (6)将步骤(3)中混合好的侧积低渗夹层对应部分所需要的配料依次装入步骤(5)中所构建的侧积体内，沿弧板滑动卡槽位置卡入侧积体压制弧板，对步骤(5)中所构成的侧积体的各个部分依次垂直加压，以SMPa压力稳压15分钟后卸压，并撤下侧积体压制弧板； (7)在步骤(6)中得到的侧积体内各部分成型的砂体弧形表面布设侧积夹层； 所述布设侧积夹层的方法为，采用可防止液体渗漏的致密防水布，裁剪成与侧积体压制弧板相同的尺寸，在所述致密防水布的两侧均匀刮胶并均匀铺设粘土层，粘土层厚度一般为2?4毫米，由此获得模拟的侧积夹层；将所述侧积夹层覆盖在弧形砂体表面，边缘对齐； (8)在步骤(7)中得到侧积夹层上侧填入步骤(3)中混合好的侧积低渗夹层对应部分所需要的配料，以8MPa压力稳压15min后，达到需要的岩心低渗层高度后卸压； (9)抽出竖直挡板，在由步骤(8)所得到的定型后未固化的岩心中对应水平井的上侧位置处平行底部高渗层开出凹槽埋入钛钢管以模拟布设水平井，钛钢管一侧采出端引出一条硬质四氟管至岩心上表面；所述钛钢管平行布设在岩心距顶部1/5高度处，穿透侧积夹层，将钛钢管水平井与侧积夹层防水布之间进行胶化处理，防止渗漏； (10)将步骤(9)中得到的布设完水平井的岩心上侧凹槽凿出的砂体回填，并以SMPa压力稳压10分钟以固定砂体形状； (11)卸下四周模具，将整个侧积夹层人造岩心放入恒温箱中固化； (12)对岩心表面进行胶化处理； (13)根据实际驱替方案需要全面布设饱和井、注采井和压力监测井； (14)分次烧铸成型。 为了实施上述方法，本专利技术给出了以下专用工具，专用工具由侧积体压制弧板、压制模具、竖直挡板、填充件以及与压制模具同平面尺寸的压板组成。 其中，所述侧积体压制弧板为方形弧板，在侧积体压制弧板的两侧边上分别有两个突出的滑动卡口，滑动卡口为内凹的圆弧面卡口。 所述压制模具由长侧面碳钢板和短侧面碳钢板以及底板连接后组成，所述长、短侧面碳钢板之间由螺丝连接固定，在所述长、短侧面碳钢板外侧设置强化钢条，强化钢条通过卡簧固定；所述两块长侧面碳钢板与两块短侧面碳钢板固定后形成稳定的长方体方框，底板与此长方形方框之间通过螺栓固定连接；在所述在两块长侧面碳钢板的内侧间隔开有用于所述侧积体压制弧板和竖直挡板卡入的滑动卡槽；滑动卡槽内有一根圆形的钢柱，钢柱与所述侧面碳钢板为一体化相连，钢柱上涂抹润滑油，钢柱与滑动卡口相配合以实现所述钢柱可以与滑动卡口紧密镶嵌并支持弧板沿钢柱上下滑动；填充件水平截面的形状与滑动卡槽水平截面的形状相同，以实现通过调节所述填充件的个数来控制侧积体压制弧板沿滑动卡槽下降的最低位置。 滑动卡槽的宽度应确保竖直挡板与侧积体压制弧板的两侧紧密相触，但同时侧积体压制弧板还可在外力作用下沿滑动卡槽垂向滑动。 本专利技术具有如下有益效果:本专利技术所述方法针对现有技术中存在的问题创造性的提出通过制作弧板模具及压力控制法来控制侧积夹层倾角，使得岩心能够真实有效的模拟油层中侧积夹层的存在情况，真实有效的模拟出侧积夹层在驱替过程中所产生的遮挡等作用，解决制备点坝侧积夹层的物理模型并在模型中考虑布设尖灭和水平井的问题，通过确定布孔原则、选择合适材料进行防砂处理、制定饱和井布设标准等方式有效地模拟了真实油层中水平井挖潜剩余油的过程。利用本种方法制造的岩心可以构造侧积夹层及设定倾角，并且还可以在侧积夹层内模拟布设水平井，制备的侧积夹层人造岩心能够很好的模拟实际储层的渗透率、孔隙度、能很好的模拟实际地层的夹层情况和倾角情况，利用本方法所获得的岩心能够很好的进行室内模拟实验，可真实的反映地层情况，使侧积夹层室内物理模拟实验研究成功的突破了岩心方面的束缚，为室内物理实验提供了成熟有效的技术支持，为油气田开发方案的制定提供科学依据。 【附图说明】: 图1是用于实施本专利技术所述方法的专用工具的组合后结构示意图。 图2是本专利技术所述专用工具中的填充件的结构示意图。 图3是本专利技术所述专用工具中的侧积体压制弧板的结构示意图。 图4是本专利技术所述侧积体压制弧板的倾角定义示意图。 图5是实施本专利技术所述方法时压制模具内的横向截面示意图，该图显示岩心内砂体分布结构。本实施例以三个夹层为例，其中，虚弧线部分为压制前侧积体压制弧板所处的位置。 图6是实施本专利技术所述方法过程中，在岩心上布设饱和井、注采井和压力监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侧积夹层人造岩心的制备方法，该方法由如下步骤组成：（1）按照需要制备的岩心尺寸、侧积夹层的数量以及侧积夹层的倾角确定岩心压制模具的尺寸、所述模具上开有的弧板滑动卡槽及竖直挡板卡槽的位置以及弧板的倾角，完成侧积体压制弧板的制备与压制模具的组装，得到无盖但有底板的中空长方体模具，所述侧积体压制弧板的倾角与侧积夹层的倾角相同；（2）用体积法精确计算出侧积夹层人造岩心的底部高渗层和上部侧积低渗夹层部分所需要的不同粒度的石英砂与胶黏剂配料；（3）将步骤（2）中所计算出的各份石英砂与胶黏剂配料依次加入胶黏剂后分别搓匀；（4）将步骤（3）中混合好的底部高渗层所需要配料装入步骤（1）中所得到的压制模具中进行加压定型；（5）在步骤（4）中所获得的经加压定型后的底部高渗层上设置侧积体，所述侧积体按照如下模式设置：在所述压制模具上沿竖直挡板卡槽位置垂直插入n+1块竖直挡板，将侧积体划分为n+1部分，?n为待模拟的侧积夹层数量；（6）将步骤（3）中混合好的侧积低渗夹层对应部分所需要的配料依次装入步骤（5）中所构建的侧积体内，沿弧板滑动卡槽位置卡入侧积体压制弧板，对步骤（5）中所构成的侧积体的各个部分依次垂直加压，以8MPa压力稳压15分钟后卸压，并撤下侧积体压制弧板；（7）在步骤（6）中得到的侧积体内各部分成型的砂体弧形表面布设侧积夹层；所述布设侧积夹层的方法为，采用可防止液体渗漏的致密防水布，裁剪成与侧积体压制弧板相同的尺寸，在所述致密防水布的两侧均匀刮胶并均匀铺设粘土层，粘土层厚度一般为2～4毫米，由此获得模拟的侧积夹层；将所述侧积夹层覆盖在弧形砂体表面，边缘对齐；（8）在步骤（7）中得到侧积夹层上侧填入步骤（3）中混合好的侧积低渗夹层对应部分所需要的配料，以8MPa压力稳压15min后，达到需要的岩心低渗层高度后卸压；（9）抽出竖直挡板，在由步骤（8）所得到的定型后未固化的岩心中对应水平井的上侧位置处平行底部高渗层开出凹槽埋入钛钢管以模拟布设水平井，钛钢管一侧采出端引出一条硬质四氟管至岩心上表面；所述钛钢管平行布设在岩心距顶部1/5高度处，穿透侧积夹层，将钛钢管水平井与侧积夹层防水布之间进行胶化处理，防止渗漏；（10）将步骤（9）中得到的布设完水平井的岩心上侧凹槽凿出的砂体回填，并以8MPa压力稳压10分钟以固定砂体形状；（11）卸下四周模具，将整个侧积夹层人造岩心放入恒温箱中固化；（12）对岩心表面进行胶化处理；（13）根据实际驱替方案需要全面布设饱和井、注采井和压力监测井；（14）分次浇铸成型。...

【技术特征摘要】
1.一种侧积夹层人造岩心的制备方法，该方法由如下步骤组成: (1)按照需要制备的岩心尺寸、侧积夹层的数量以及侧积夹层的倾角确定岩心压制模具的尺寸、所述模具上开有的弧板滑动卡槽及竖直挡板卡槽的位置以及弧板的倾角，完成侧积体压制弧板的制备与压制模具的组装，得到无盖但有底板的中空长方体模具，所述侧积体压制弧板的倾角与侧积夹层的倾角相同； (2)用体积法精确计算出侧积夹层人造岩心的底部高渗层和上部侧积低渗夹层部分所需要的不同粒度的石英砂与胶黏剂配料； (3)将步骤(2)中所计算出的各份石英砂与胶黏剂配料依次加入胶黏剂后分别搓匀； (4)将步骤(3)中混合好的底部高渗层所需要配料装入步骤(1)中所得到的压制模具中进行加压定型； (5)在步骤(4)中所获得的经加压定型后的底部高渗层上设置侧积体，所述侧积体按照如下模式设置:在所述压制模具上沿竖直挡板卡槽位置垂直插入n+1块竖直挡板，将侧积体划分为n+1部分，n为待模拟的侧积夹层数量； (6)将步骤(3)中混合好的侧积低渗夹层对应部分所需要的配料依次装入步骤(5)中所构建的侧积体内，沿弧板滑动卡槽位置卡入侧积体压制弧板，对步骤(5)中所构成的侧积体的各个部分依次垂直加压， 以SMPa压力稳压15分钟后卸压，并撤下侧积体压制弧板； (7)在步骤(6)中得到的侧积体内各部分成型的砂体弧形表面布设侧积夹层； 所述布设侧积夹层的方法为，采用可防止液体渗漏的致密防水布，裁剪成与侧积体压制弧板相同的尺寸，在所述致密防水布的两侧均匀刮胶并均匀铺设粘土层，粘土层厚度一般为2~4毫米，由此获得模拟的侧积夹层；将所述侧积夹层覆盖在弧形砂体表面，边缘对齐； (8)在步骤(7)中得到侧积夹层上侧填入步骤(3)中混合好的侧积低渗夹层对应部分所需要的配料，以8MPa压力稳压15min后，达到需要的岩心低渗层高度后卸压； (9)抽出竖直挡板，在由步骤(8)所得到的定型后未固化的岩心中对应水平井的上侧位置处平行底部高渗层开出凹槽埋入钛钢管以模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮彦夫，刘丽，杨晶，陈楠，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：