专利名称：一种可视化人造岩心模型及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于油田化学驱油剂渗流机理和调剖剂转向机理研究的可视化岩心模型，属于一种可视化人造岩心模型及其制备方法。
背景技术：
在油田开发过程中，化学驱油剂和调剖剂在改善水驱开发效果和提高原油采收率等方面具有十分重要的作用，具备某种功能的驱油剂和调剖剂产品往往有许多，这就需要对产品进行优选。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，由于受到天然岩心来源和规格的限制，加之天然岩心取心成本很高，国内研究机 构多采用人造岩心替代天然岩心。此外，提高化学驱增油效果和改善化学剂产品性能的重要技术途径是掌握驱油剂渗流和调剖剂转向机理，这些机理的探索和研究都离不开可视化驱替实验。由此可见，人造可视化模型性能特征直接关系到微观机理的客观真实性。目前，实验室使用人造可视化模型包括玻璃填砂和玻璃刻蚀模型。玻璃填砂可视化模型是由两片玻璃及其中间充填砂粒组成。该模型充填砂粒中不含胶结物和制作过程中未施加充填压力，因而存在砂粒间孔隙尺寸较大和砂粒与玻璃片间窜流等问题。玻璃刻蚀可视化模型由两片玻璃烧结而成，其中一片玻璃表面经刻蚀形成了模拟岩石孔道。该模型孔隙结构比较单一，孔隙表面光滑，且刻蚀和烧结工艺比较复杂、成功率低，制作成本较高。综上所述，现有人造可视化模型存在仿真程度低和制作成本高等问题。
发明内容
为了解决现有人造可视化模型仿真程度低和制作成本高等问题，本发明提供了一种可视化人造模型及其制备方法。该人造可视化模型仿真程度高和制作成本低。本发明所采用的技术方案是该可视化人造岩心模型由渗透层和基体两部分组成，渗透层上表面中部粘贴有透明玻璃片，透明玻璃片上安装有视窗，视窗两侧轴向上分别安装有阀门座。可视化人造模型制备步骤
(1)按照设计要求称量石英砂和胶结物，混合均匀，分别放入钢制模具中加压、烘干，然后切割成长方形，岩心外观尺寸为高X宽X长=3cmX6cmX 12cm ;
(2)对岩心渗透层的表面进行打磨，使其厚度保持在3mm；
(3)在胶结物稠化后固化前均匀涂抹到外观尺寸为高X宽X长=0.4cmX4cmX6cm的透明玻璃片表面，将玻璃片涂胶面向下放置在岩心渗透层中部，等待胶结物固化后在透明玻璃片上安装有视窗；
(4)在岩心渗透层表面、沿长度方向、距端面2cm的位置分别安装闸门座，闸门座材质为电木板；
(5)在胶结物稠化后固化前均匀涂抹到岩心的剩余部分表面；
(6)将岩心放置到模具内，倒入环氧树脂进行密封处理，等待固化。
本发明所具有的有益效果本发明克服了玻璃填砂可视化岩心模型仿真程度高的问题，同时也克服了玻璃刻蚀模型制作成本高的问题，本发明的岩心渗透层渗透率IOOOmD 50000mD，岩心基体渗透率低于lmD。岩心配方组成、胶结物和压制工艺应用现有的技术。岩心配方组成、胶结物和压制工艺也可以见中国发明专利“石英砂环氧树脂胶结非均质模型制作方法”(ZL200510063665. 8)。
图I是可视化人造岩心模型俯视 图2是可视化人造岩心模型结构示意 图3是岩心压制模具示意 图4是可视化人造岩心模型主视图； 图5是微观驱替实验设备和流程 图6是微观模型水驱后进行SMG调驱，各驱替阶段结束时剩余油分布图。
具体实施例方式 该可视化人造岩心模型由渗透层和基体两部分组成，其中渗透层功能为液体渗流和安置视窗，基体部分为渗透层提供附着和支撑载体。可视化人造模型制备步骤
(I)石英砂和胶结物混合均匀，分别放入钢制模具中加压、烘干，然后切割成长方形，岩心外观尺寸为高X宽X长=3cmX6cmX 12cm ;该岩心由渗透层(渗透率Kg=IOOOmD 50000mD)和基体(渗透率Kg ( 0. ImD)两部分组成，都由石英砂与环氧树脂胶结物的混合物经压制而成，其中渗透层所用石英砂颗粒较粗(40目 100目)、胶结物含量较低(5% 8%)，基体所用石英砂颗粒较细(270目 350目)、胶结物含量较高(14% 18%)。与渗透层相比较，基体几乎不具备渗透性，只起支撑渗透层作用。(2)用砂布对岩心渗透层的表面进行打磨，使其厚度保持在3mm ；
(3)在胶结物稠化后固化前均匀涂抹到外观尺寸为高X宽X长=0.4cmX4cmX6cm的透明玻璃片表面，将玻璃片涂胶面向下放置在岩心渗透层中部，等待胶结物固化后将带孔电木板用胶结物粘在玻璃片表面，形成视窗；
(4)在岩心渗透层表面、沿长度方向、距端面2cm的中间位置安装闸门座，闸门座由电木板加工而成，中心位置钻孔、套扣，以便安装不锈钢闸门；
(5)在胶结物稠化后固化前均匀涂抹到岩心的剩余部分表面；
(6)将岩心放置到模具内，倒入胶结物环氧树脂进行密封处理，固化后得到可视化人造岩心模型。岩心外观见图3，图I是岩心外观俯视图。岩心压制模具由侧板、端板、底板和压板组成(图2)，底板电木板，压板为高密度板，其余为碳钢。两侧板端面各有一组孔眼，可用螺栓将两个側板连接在一起。利用上述方法制得到的岩心进行微观驱替实验，微观驱替实验设备和流程见图4。在微观模型上，水驱后进行SMG调驱，各驱替阶段结束时剩余油分布见图5，其中左侧圆圈为水驱结束时剩余油分布，右侧圆圈为调剖剂SMG调驱后剩余油分布。
权利要求
1.一种可视化人造岩心模型，该模型岩心由渗透层和基体两部分组成，渗透层上表面中部粘贴有透明玻璃片，透明玻璃片上安装有视窗，视窗两侧轴向上分别安装有阀门座。
2.权利要求I所述的可视化人造岩心模型的制备方法，包括下列步骤 (1)首先对岩心渗透层的表面进行打磨，使其厚度保持在3mm;岩心外观尺寸为高X宽 X 长=3cmX6cmX 12cm ； (2)稠化后固化前的胶结物均匀涂抹到透明玻璃片表面，将玻璃片涂胶面向下放置在岩心渗透层中部，等待胶结物固化后在透明玻璃片上安装有视窗；透明玻璃片外观尺寸为高 X 宽 X 长=0. 4cm X 4cm X 6cm ； (3)在岩心渗透层表面、沿长度方向、距端面2cm的位置分别安装闸门座； (4)将稠化后固化前的胶结物均匀涂抹到岩心的剩余部分表面； (5)将岩心放置到模具内，倒入胶结物环氧树脂进行密封处理，等待固化。
全文摘要
一种可视化人造岩心模型及其制备方法。该模型岩心由渗透层和基体两部分组成，岩心由石英砂与环氧树脂胶结物的混合物经压制而成；模型制作工艺步骤1将石英砂和胶结物混合均匀在模具中加压和烘干，然后将其切割成长方形；2打磨岩心渗透层的表面，使其厚度保持在3mm；3配制胶结物环氧树脂，在胶结物稠化后固化前均匀涂抹到外观尺寸透明玻璃片表面，将玻璃片涂胶面向下放置在岩心渗透层中部，等待胶结物固化；4在岩心渗透层表面安装闸门座；5配制环氧树脂胶结物，在胶结物稠化后固化前均匀涂抹到岩心剩余部分表面；6密封处理，等待胶结物固化。岩心渗透层的渗透率1000mD～50000mD，基体的渗透率低于1mD。
文档编号G01N15/08GK102749275SQ20121018060
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者卢祥国, 金鑫 申请人:东北石油大学