[发明专利]一种含甲烷水合物的岩心样品压制方法

说明书

本发明公开了一种含甲烷水合物的岩心样品压制方法，首先确定实际物理模型基本特征，进行沉积物复配，沉积物预处理，水合物与沉积物低温搅拌混合，人工岩心压制，最后进行岩心脱模。本发明的有益效果是能够较好地保证所压制含甲烷水合物的岩心样品的基本特征与目标储层基本一致。

技术领域

本发明属于石油天然气技术领域，涉及一种含甲烷水合物的岩心样品压制方法。

背景技术

受岩心来源限制，天然气水合物关键物性参数(主要包括力学、声学、电学、热物理及渗透率等)研究进展缓慢。人造含水合物沉积物岩心是天然气水合物模拟实验研究的重要手段之一。开展含水合物沉积物物性参数测定技术研究，样品制备尤为关键。目前，实验室中制备样品的方法主要有二种：原位生成法和混合压制法。不同的制备方法将会导致所制作的含水合物沉积物物理模型不同，进而导致测量所得的有关物性参数存在较大差异。自然界水合物的形成与实验室合成在时间尺度上存在巨大的差异，因此，实验室制备的含水合物沉积物的结构性、胶结性等微观方面与自然界的水合物沉积物有较大的差别。因此，非常有必要建立一种含水合物岩心样品的制备技术方法，以获取更为接近自然状态下的含水合物沉积物样品，以替代真实的含天然气水合物岩心样品开展相关实验，这对含天然气水合物岩心样品关键物性参数的准确测定以及相关应用技术方法的建立具有重要意义。

混合压制法是目前国内外应用比较普遍的一种人工岩心压制技术，该方法将天然气水合物粉末与特定规格石英砂在一定温度压力条件下混合压缩成型。

大连理工大学采用混合压实法制备含水合物岩心样品。该方法中先将高岭石粘土烤干，然后放到冰箱里冷却。此外，用刨冰机制得冰粉并将其填充到反应器中，同时，也将高压甲烷气体充入反应器中，然后将反应器放入冰箱中来生成甲烷水合物。在反应结束后将不饱和的甲烷水合物从反应器中取出，根据实验要求将干燥的高岭石粘土与不饱和甲烷水合物按一定比例混合，然后将混合物放入模子中加高压(10MPa)压缩来制得样品。最后，将沉积物样品从模子中取出，包在一个橡胶膜中并及时放入压力室中。整个样品制备过程都是在低温室(-10℃)中进行的。

上述技术涉及一种含水合物岩心样品的混合压实制样技术，与本申请技术方法接近。该方法虽然实现了在含水合物岩心样品的压制成型，但无法准确控制水合物饱和度、分布状态(弥散状、核状及层(脉)状等)等特定水合物储层的关键特征，即无法确保所压制岩心的基本特征与目标储层的一致性。产生上述问题的原因是上述背景方法未综合考虑模拟实验中目标储层的有关特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含甲烷水合物的岩心样品压制方法，解决了现有的水合物岩心样品的压制成型过程中，无法确保所压制岩心的基本特征与目标储层的一致性的问题。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

(1)确定实际物理模型基本特征：

①参照目标水合物储层中水合物的特征，建立目标储层的概念模型；

水合物的特征包括水合物的分布状态、水合物饱和度、沉积物骨架的孔隙度、粒度及矿物组成；

②依照目标储层的孔隙度及水合物饱和度，确定所需水合物的量；

(2)沉积物复配：

①依照目标水合物储层中的特征，准备与目标储层沉积物相关特征相同或相似的人工沉积物；

②按照相应比例，采用桌面称分别称取相应重量的不同组分沉积物；

(3)沉积物预处理：

①采用去离子水，将沉积物冲洗2～3次，主要清除沉积物中含有的杂质；

②将冲洗后的沉积物置于烘箱中烘干；

③将烘干后的沉积物置于混合搅拌装置内，将各组分沉积物搅拌混合均匀；