[发明专利]一种页岩储层人造岩心及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下或海底勘探和找矿的技术，尤其涉及一种页岩储层人造岩心及其制备方法。

背景技术

岩心是油、气田勘探和开发过程中，按地质设计的地层层位和深度，向井内下入取心工具,钻取出的岩石样品,是了解地下油层及所含流体特征最直观、最实际的资料。天然岩心通过井壁取心和钻井取心两种方式获得，通常以后者为主。在油田范围内必须选择适量的井，对有关油、气层位，钻取一定数量的岩心，通过观察、分析和研究，可以获得地层的各种特性。但是由于地层情况复杂、研究需要岩心样品较多，钻取成本较高，因此对于一般的参数往往通过对人造岩心进行研究获得，通过人造岩心物理模型实验探索开发规律,用天然岩心来验证规律是否正确,大量节省成本。

但是目前的人工岩心由于孔隙度、硬度控制不适宜，造成与天然岩心存在较大出入，不能最接近的模拟天然岩心进行试验，对最终实验结果造成影响。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的人造岩心存在的缺陷，而提供一种新型页岩储层人造岩心及其制备方法，控制孔隙率，更好的模拟天然岩心，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的页岩储层人造岩心，包括如下组分，其中各组分以质量百分含量计，

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心，以质量百分含量计，所述环氧树脂包含环氧值为0.3～0.4的环氧树脂10％～30％，包含环氧值为0.4～0.48的环氧树脂10％～20％。

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心，以质量百分含量计，所述石英砂中粒径为50～80目的占1％～10％，粒径为80～150目的占5％～20％，粒径为150～220目的占5％～10％，粒径为220目以上的占8％～15％。

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心，所述天然岩心碎屑的粒径为20～60目。

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心，所述粘土矿物包括伊利石、长石和方解石。

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心，所述聚二硅氧烷为分子量为400～2000的含硅氢键聚二硅氧烷。

页岩储层人造岩心的制备方法，包括如下步骤：

1)按比例称取各组分原料；

2)将石英砂、钙质矿物、硅质矿物和5％～10％天然岩心碎屑混合、搅拌，继续加入聚二硅氧烷搅拌；

3)加入环氧树脂继续混合、搅拌；

4)加入剩余的天然岩心碎屑，搅拌均匀；

5)将粘土矿物与上述混合物搅拌均匀，取终混合物逐层铺设在模型中，每铺设两层施加一次3～20MPa的压力，在最后一层上施加1～5MPa压力，静置、脱模，得到目标产物。

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心的制备方法，将聚二硅氧烷分3～7等份逐渐加入石英砂、钙质矿物、硅质矿物和5％～10％天然岩心碎屑的混合物中；每加入一份聚二硅氧烷，需要加热升温到50℃～200℃，并静置1～3h。

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心的制备方法，所述环氧树脂包含环氧值为0.3～0.4的环氧树脂10％～30％，包含环氧值为0.4～0.48的环氧树脂10％～20％，在混合过程中先加入环氧值为0.4～0.48的环氧树脂，再加入环氧值为0.3～0.4的环氧树脂。

更进一步的，前述的页岩储层人造岩心的制备方法，所述聚二硅氧烷为分子量为400～2000的含硅氢键聚二硅氧烷。

借由上述技术方案，本发明页岩储层人造岩心及其制备方法至少具有下列优点：

本发明的页岩储层人造岩心，在传统的人造岩心基础上进一步的添加粘土矿物、硅质矿物和钙质矿物能够更好的模拟天然岩心的组分；其中粘土矿物中由于含有伊利石、长石和方解石等多种成分，与天然岩心的组分更加接近；石英砂和天然岩心碎屑包含不同粒径的组分，将天然岩心碎屑的粒径控制在20～60目与大粒径石英砂形成的骨架互相嵌合，为控制人造岩心的孔隙度和渗透率做基础；环氧树脂包含环氧值为0.3～0.4的中环氧值环氧树脂和环氧值为0.4～0.48的高环氧值环氧树脂，既保留了高环氧值环氧树脂高强度、渗透性好的优点，又具备中环氧值环氧树脂低温强度高的特点，保证人造岩心在模拟实验节段可以适应多种不同的实验要求；选择分子量为400～2000的含硅氢键聚二硅氧烷作为油剂，其中石英砂中的氧原子替代硅氢键中的氢形成稳定的硅氧键，呈亲油性；