一种带有泥质隔层的致密砂岩驱油用岩心的制备方法与流程

1.本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种带有泥质隔层的致密砂岩驱油用岩心的制备方法。


背景技术：

2.常规油气资源的可采储量和新增探明储量逐年递减，石油科技工作者不得不将开发目标转向非常规油气资源，低渗透致密储层已成为开发重点和难点。与常规储层相比，致密储层物性差，非均质性强，连通性差。常规注采工艺难以满足生产需求，致密砂砾岩油藏通常注入能力较差，单纯水驱提高原油采收率难度较大，且由于储层非均质性强，泥质隔层对同一区域表现出不同的开发渗流特征具有重要影响。
3.泥质组成种类繁多，不同矿物组成的泥质对储层孔隙的润湿性也有明显影响。目前实验室中研究储层非均质性往往只是通过制作低渗透率岩心来研究致密储层的驱油规律，但其非均质性部分区域的泥质隔层，矿物组成的差异决定储层润湿性，从而影响驱油效果。泥质隔层的厚度也会存在差异，导致实验室中非均质性驱油试验结果和现场的实施效果相差很大。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种带有泥质隔层的致密砂岩驱油用岩心的制备方法，该方法原理可靠，操作简便，制备的含泥质隔层的致密砂岩人造岩心，能够模拟实际储层，满足室内含泥质隔层岩心进行模拟实验的需求。
5.为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
6.所述带有泥质隔层的致密砂岩驱油用岩心，由上下两层的致密砂砾岩段与泥质隔层组成。本发明从现场提取的物性参数、矿物组成出发，通过数据统计和矿物成分分析，得到实际地层的渗透率、孔隙度以及实际储层段的矿物组成，并按照目标分别制作致密砂砾岩段与泥质隔层。设置人造岩心和天然岩心的每个参数相对误差值不高于10%，总的偏差不能高于7%。
7.一种带有泥质隔层的致密砂岩驱油用岩心的制备方法，依次包括以下步骤：（1）按照储层段的矿物成分及含量、地层水成分，得到石英砂、粘土、胶结物的质量比，配制不同渗透率的顶部或底部石英砂混合物，过程如下：取得储层段顶部或底部致密砂岩，分析其矿物成分及含量，按矿物性质相似划分，把石英砂、斜长石、钾长石归为石英砂，高岭石、绿泥石归为粘土，方解石、白云石、菱铁矿归为胶结物，得到石英砂、粘土、胶结物的质量比；按地层水离子种类及含量配置与实际地层相似的仿真地层水；将石英砂、粘土、环氧树脂按照上述质量比混合后，加入与石英砂质量比为1：150～200的胶结剂，再添加配制的仿真地层水（其加量应与实际储层的地层水含量相同），搅拌均匀，得到不同渗透率的顶部或底部石英砂混合物。
8.进一步地，顶部石英砂混合物为目数120
‑
140目、60
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80目、40
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50目的石英砂分别
按照30%、50%、20%的比例混合。底部石英砂混合物为目数120
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140目、60
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80目、40
‑
50目的石英砂分别按照25%、50%、25%的比例混合。
9.（2）按照泥质隔层的矿物成分及含量、地层水成分，配制泥质混合物，过程如下：取得致密砂岩中部泥质隔层，分析其矿物成分及含量，确定粘土类型、比例；按地层水离子种类及含量配置与实际地层相似的仿真地层水；将粘土和配制的仿真地层水混合（其加量应与实际储层的地层水含量相同），得到泥质混合物。
10.进一步地，根据不同的泥质隔层厚度及矿物组成含量进行调整，使得泥质矿物组成对渗流规律影响研究更准确，使得致密储层中毛管力对渗流规律的影响更为直观。
11.（3）按实际储层段等比例缩小确定模具尺寸，组装模具，模具为长方体，内部为中空的凹槽，内壁表面粗糙。
12.进一步地，用喷水头对凹槽内表面喷施地层水，对模具进行润湿。
13.（4）在凹槽内首先填入底部石英砂混合物，确定符合等比例缩小的下层致密砂砾岩段厚度后，水平放置分隔板，再填入泥质混合物，确定符合等比例缩小的泥质隔层厚度后，水平放置分隔板，最后填入顶部石英砂混合物，确定符合等比例缩小的上层致密砂砾岩段厚度后，缓慢取出分隔板，用刮平工具在模具内水平方向来回移动，直到石英砂混合物表面平整。
14.进一步地，在模具内设置卡槽放置分隔板，根据真实储层中泥质隔层的不同厚度进行个性化调节。
15.（5）在模具的轴向上施加压力进行压制20min以上，压实砂砾，压制压力选择实际储层的上覆岩石压力，拆卸模具后，将得到的岩心常温养护60h以上。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明制备的人造岩心具有与现场相匹配的泥质隔层特点，能够有针对性地测定油气运移泥质隔层在储层中造成的影响。
17.（2）本发明根据不同矿物组成制作泥质隔层，探究泥质对储层孔隙的润湿性也有明显影响。目前实验室中研究储层非均质性往往只是通过制作低渗透率岩心来研究致密储层的驱油规律，但其非均质性部分区域的泥质隔层，且矿物组成决定储层润湿性从而影响驱油效果。
18.（3）本发明能定制泥质隔层的厚度，根据不同储层存在的差异调节，探究不同厚度储层与毛管力制约对储层流体进行流动的影响。
19.（4）本发明通过岩心各个参数的不同权重，确保人造岩心与天然岩心的偏差度较小。通过分析天然岩心矿物成分，使人造岩心矿物成分与其相似，且制作方法简单易操作，岩心重复性优良、对比性好。
具体实施方式
20.下面根据实例进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
21.一种带有泥质隔层的致密砂砾岩驱油用岩心的制备方法，依次包括以下步骤：1)确认现场数据：
获得c区块致密砂岩顶部中石英砂占55％，斜长石占24％，钾长石占15％，高岭石、绿泥石共占5％，方解石、白云石、菱铁矿2%，地层水中主要元素kcl为15 .2g/l，mgcl2为1.2g/l，cacl2为0.3g/l，na2so4为1 .4g/l。按矿物性质相似划分，把石英砂、斜长石、钾长石归到石英砂共占93％，高岭石、绿泥石归到粘土共占5％，方解石、白云石、菱铁矿归到胶结物共占2%，即石英砂、粘土、环氧树脂质量比为93：5：2。
22.获得c区块致密砂岩中部泥质隔层，蒙脱石占64%，绿泥石占26%，伊利石占6%，高岭石4%。
23.获得c区块致密砂岩底部中石英砂占61％，斜长石占16％，钾长石占10％，高岭石、绿泥石共占8％，方解石、白云石、菱铁矿5%，地层水中主要元素kcl为15 .2g/l，mgcl2为1.2g/l，cacl2为0.3g/l，na2so4为1 .4g/l。按矿物性质相似划分，把石英砂、斜长石、钾长石归到石英砂共占87％，高岭石、绿泥石归到粘土共占8％，把方解石、白云石、菱铁矿归到胶结物共占5%，即石英砂、粘土、环氧树脂质量比值为87：8：5。
24.2）配料：人造岩心顶部石英砂目数为120
‑
140目、60
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80目、40
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50目的石英砂分别占比为30%、50%、20%。按地层水离子种类及含量配置与实际地层相似的仿真地层水，即每升水中加入15 .2g的kcl固体、1.2g的mgcl2固体、0 .3g的cacl2固体、1 .4g的na2so4固体。
25.人造岩心底部石英砂目数为120
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140目、60
‑
80目、40
‑
50目的石英砂分别占比为25%、50%、25%。按地层水离子种类及含量配置与实际地层相似的仿真地层水，即每升水中加入15 .2g的kcl固体、1.2g的mgcl2固体、0 .3g的cacl2固体、1 .4g的na2so4固体。
26.3）组装模具：组装好的模具呈长方体状，内部为中空的填砂凹槽，内壁表面粗糙度ra≤0.05μm，填砂凹槽几何尺寸为研究区块等比例缩小：长
×
宽
×
高＝300mm
×
45mm
×
100mm；其中顶部砂岩高为40mm,中部为20mm,底部为40mm。
27.4）模具湿润：用精细喷水头对凹槽内下表面喷施地层水，对模具进行润湿，所用润湿水量为0.3g。
28.5）填砂：在模具中设计位置放置两个分隔铁片，所述的两个分隔铁片均为矩形且形状固定，高度可根据不同储层需要进行调节。将填砂凹槽按照从下到上依次将底部石英混合物、中部泥质隔层、顶部石英砂混合物顺序填入凹槽中，之后缓慢取出分隔铁片，用刮平工具在模具内沿水平方向来回移动，直到石英砂混合物表面平整。
29.6）压实：将压块放入凹槽中压住石英砂混合物，将填装好的模具放置在液压机上，在压制压力70mpa条件下预压20min后，再次控制液压机稳压在40mpa，稳压60min后卸压。
30.7）成型、脱模：将带有压块的岩心模具整体放入恒温箱内，在250℃的恒温下烘烤12h；将成型后的岩心模具放置于液压机上，压制压块使岩心从模具中脱出得到岩心。
31.上述方法制备出的带有泥质隔断的致密岩心，体积较大，能够解决探究致密砂岩储层由于泥质的矿物组成和厚度不同对油水流动过程影响的问题，为致密砂岩储层的开发提供巨大帮助。