[发明专利]一种泥页岩人造岩心制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于油气钻探工程技术领域，涉及人造岩心的制备方法，特别涉及一种可用于压力传递实验的人造岩心及其制备方法。

背景技术

钻井过程中的泥页岩井壁失稳问题是目前制约我国钻井工程发展的重要因素之一。硬脆性泥页岩中粘土矿物大多为弱水化的伊蒙有序混层、伊利石与绿泥石为主，遇水不易发生水化分散。但大多数泥页岩中存在闭合或开启的层理和微裂缝，当其被钻开后，在压差与毛管压力作用下，钻井液滤液容易侵入，导致泥页岩沿着裂缝面或层理面开裂，并且不断沿着裂缝横向纵向发展，造成井壁失稳。因此，有效封堵泥页岩微裂缝和孔隙喉道，阻缓压力传递和滤液侵入是解决泥页岩井壁失稳问题的关键。目前，泥页岩和钻井液间的压力传递测试技术已成为井壁稳定研究的热点之一。泥页岩压力传递实验通过测定钻井液处理剂对泥页岩作用前后的压力传递、泥页岩膜效率和泥页岩渗透率等参数,可判断钻井液处理剂与泥页岩作用后对泥页岩的影响大小及影响规律,为选择合适的钻井液处理剂或钻井液体系提供理论依据。

由于硬脆性泥页岩现场取心昂贵且困难，取出后容易沿层理面破裂，难以获得完整岩心，钻取实验用岩心更是困难，若采用地质露头泥页岩岩心则因其压实和风化等因素与实际地层差异较大，因此一般选择人造岩心用于压力传递实验研究。目前的泥页岩人造岩心多以水泥和胶结物按一定比例混合浇筑而成，或采用水泥和现场岩屑等混合浇筑而成，这类人造岩心由于材质本身很难做到与天然泥页岩的材质完全相同，不能最接近的模拟天然泥页岩岩心进行试验，对最终实验结果造成影响，从而影响了现场防塌效果。

发明内容

本发明为克服现有的人造岩心存在的缺陷，最大程度保存泥页岩理化性能，提供了一种能真实的模拟钻井液与天然泥页岩相互作用过程，并且可抗150℃高温的泥页岩人造岩心制备方法，将其用于压力传递实验，以研究硬脆性泥页岩井壁失稳问题。

一种用于压力传递实验的泥页岩人造岩心的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将现场取回的地质碎岩心或地层塌块的表面进行预处理，去除表面的泥浆；

步骤二：用钢锯将地质碎岩心或地层塌块切割成1×1×1cm的小方块，切割过程中不使用任何冷却液；

步骤三：将切割好的小方块打磨至表面平整；

步骤四：将打磨好的小方块放入内径25.4mm的PVC塑料管中，将抗高温环氧树脂胶混调均匀并注入PVC塑料管中，保持岩心小方块居中，得到岩心柱；

步骤五：将岩心柱放入烘箱，PVC塑料管上端压一铁质重物，在80-120℃条件下固化24-28小时；

步骤六：脱模后用钢锯切去固化好的岩心柱两端多余部分，保留4-7mm厚的圆盘薄片为压力传递实验岩心；

步骤七：将压力传递实验岩心,放入一个密封容器保存待用，防止岩心因吸潮等发生物性改变。

优选地，所述步骤四中的抗高温环氧树脂胶为JL-5202双组份耐高温AB胶，A、B两组分比例为2:1。

优选地，所述步骤四中的抗高温环氧树脂胶为HYY-116环氧树脂AB胶,A、B两组分比例为1:1。

优选地，所述步骤五中的固化温度为90-100℃。

优选地，所述步骤六中圆盘薄片的厚度为6mm。

优选地，所述步骤五中，固化1-2小时后移除重物，继续固化23-26小时。

本发明还提供了上述泥页岩人造岩心用于150℃压力传递实验的用途。

本发明的有益效果：

本发明的制备方法简单易懂、操作便捷、成本较低。所用到的天然泥页岩尺寸小，来源广，包覆剂环氧树脂为高分子有机材料，完全不渗透。该方法制备而成的人造岩心由于将天然泥页岩包覆于环氧树脂的中间，其实质仍是天然泥页岩，能真实的模拟钻井液与泥页岩相互作用过程，且规格与标准岩心相同，可抗150℃高温，能够在压力传递试验仪上开展钻井液对泥页岩封堵效果的评价试验,可为研究硬脆性泥页岩井壁失稳问题提供实验技术支撑，有利于高效开发泥页岩油气。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明做详细的说明

实施例1

一种用于压力传递实验的泥页岩人造岩心制备方法，包括以下步骤：

(1)将现场取回来的地层塌块表面进行预处理，去除掉表面的泥浆；

(2)用钢锯切割成1×1×1cm的小方块，切割过程中不使用任何冷却液，目的为了防止流体进入岩石内部改变其内部结构；

(3)将切割好的小方块表面打磨至表面平整；