：本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣田開發(fā)，具體涉及一種人造頁(yè)巖巖心及其制備方法。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、頁(yè)巖油以其豐富的儲(chǔ)量和巨大的開發(fā)潛力受到越來越多的關(guān)注，是我國(guó)非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)新的熱點(diǎn)。自2010年開始開發(fā)頁(yè)巖油以來已取得了重大突破和顯著進(jìn)展，但整體仍面臨資源品質(zhì)差、單井產(chǎn)量低、投資成本高等開發(fā)難題。如何實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油開發(fā)大幅降本增效，推動(dòng)頁(yè)巖油規(guī)模效益開發(fā)，對(duì)于保障我國(guó)能源安全具有重要意義。

2、天然巖心是了解地下儲(chǔ)層及所含流體特征最直觀、最實(shí)際的資料。由于天然巖心鉆取存在著成本高、周期長(zhǎng)、重復(fù)性差等特點(diǎn)，在室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)油田開發(fā)的過程中，人們往往使用人造巖心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。頁(yè)巖儲(chǔ)層具有低孔、超低滲，納米孔隙廣泛發(fā)育等特點(diǎn)，頁(yè)巖油的實(shí)驗(yàn)研究存在較大的限制。目前，人造頁(yè)巖巖心多以水泥和石英砂混合澆筑、壓實(shí)或燒結(jié)而成，或者在現(xiàn)場(chǎng)直接使用巖屑?jí)褐贫?，以上兩種人造頁(yè)巖巖心主要用來評(píng)價(jià)壓裂過程中的巖石力學(xué)及水化膨脹等性質(zhì)。然而在頁(yè)巖油提高采收率實(shí)驗(yàn)方面，需要大量的頁(yè)巖巖心平行樣品作為評(píng)價(jià)開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)。現(xiàn)有的人造頁(yè)巖制作方法不能根據(jù)天然頁(yè)巖巖心潤(rùn)濕性調(diào)控人造頁(yè)巖的潤(rùn)濕性，且制作的人造頁(yè)巖巖心與天然巖心物性差異大，這對(duì)最終提高采收率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成很大影響。因此，不能作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖提高采收率的有效技術(shù)手段。

3、因此，急需開發(fā)一種人造頁(yè)巖巖心及其制備方法，將所制備的人造頁(yè)巖巖心用于提高頁(yè)巖油采收率的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明目的在于克服背景技術(shù)中存在的現(xiàn)有人造頁(yè)巖未考慮納微米孔隙結(jié)構(gòu)不能根據(jù)天然頁(yè)巖巖心潤(rùn)濕性調(diào)控人造頁(yè)巖潤(rùn)濕性以及制作的人造頁(yè)巖巖心與天然巖心物性差異大的問題，而提供一種人造頁(yè)巖巖心。該人造頁(yè)巖巖心，采用納微米孔隙結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)天然頁(yè)巖巖心潤(rùn)濕性調(diào)控人造頁(yè)巖潤(rùn)濕性，制作的人造頁(yè)巖巖心與天然巖心物性差異小，可作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖提高采收率技術(shù)的手段。本發(fā)明還提供了一種人造頁(yè)巖巖心的制備方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種人造頁(yè)巖巖心，其各組分及配比按重量百分比如下：

3、石英顆粒20～55％；粘土20～35％；石墨顆粒1～7％；環(huán)氧瀝青10～55％；原料重量百分比之和為100％。

4、作為優(yōu)選，粘土由高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石組成。

5、作為優(yōu)選，高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石質(zhì)量比為1：1：1：1。

6、作為優(yōu)選，環(huán)氧瀝青的組成及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：石油瀝青100份，環(huán)氧樹脂16份，二聚酸二縮水甘油酯4份，丙烯酸甲酯8份，十二烷基苯磺酸鈉9份，二甲基硅油3份，聚氨酯12份，苯丙烯酸5份，異丁基三乙氧基硅烷10份，蒙脫土13份，二氧化硅12份，硼酐15份。

7、作為優(yōu)選，環(huán)氧樹脂為縮水甘油胺環(huán)氧樹脂。

8、本發(fā)明另一方面提供一種人造頁(yè)巖巖心的制備方法，包括以下步驟：

9、步驟1、測(cè)試頁(yè)巖地層的石英砂顆粒平均直徑，選取標(biāo)準(zhǔn)石英顆粒；

10、步驟2、根據(jù)選取的標(biāo)準(zhǔn)石英顆粒、將其與石墨顆粒、粘土及環(huán)氧瀝青按照不同比例混合成固料；

11、步驟3、將固料放入成型模具中，將成型模具放入馬弗爐中，升溫、攪拌；

12、步驟4、將成型模具取出，自然降溫至室溫后，脫模取出，制成大塊頁(yè)巖；

13、步驟5、將步驟4所得大塊頁(yè)巖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)巖心的切割，制成頁(yè)巖巖心。

14、作為優(yōu)選，石英顆粒的直徑為0.1～10um。

15、作為優(yōu)選，步驟2所述石墨顆粒的直徑為0.05～20um。

16、作為優(yōu)選，石墨顆粒的直徑為0.01～1um。

17、作為優(yōu)選，將成型模具放入馬弗爐中，升溫至180～260℃；攪拌35～50min。

18、本發(fā)明人造頁(yè)巖巖心各組分的作用為：石英顆粒用于無機(jī)孔隙模擬；粘土用于粘土礦物模擬；石墨顆粒用于有機(jī)孔隙模擬；環(huán)氧瀝青用于潤(rùn)濕性調(diào)控模擬。

19、本發(fā)明與上述背景技術(shù)相比較可具有如下有益效果：

20、(1)本發(fā)明通過加入微納米石英顆粒模擬天然頁(yè)巖油藏中的微納米無機(jī)孔隙空間，通過加入微納米石墨顆粒模擬天然頁(yè)巖油藏中的微納米有機(jī)孔隙空間；

21、(2)采用高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石模擬頁(yè)巖巖心內(nèi)的粘土，通過調(diào)整粘土組成，模擬天然頁(yè)巖巖心遇水水化的化學(xué)特征；

22、(3)通過調(diào)整石英顆粒與環(huán)氧瀝青的組成配比，進(jìn)而模擬不同天然頁(yè)巖巖心的潤(rùn)濕性；

23、(4)通過添加環(huán)氧瀝青，增加了頁(yè)巖巖心的耐壓性和耐溫性；

24、(5)通過調(diào)整石英顆粒的比例調(diào)整頁(yè)巖巖心的滲透率。

25、本發(fā)明配方的制備的人造頁(yè)巖巖心，采用納微米孔隙結(jié)構(gòu)，能根據(jù)天然頁(yè)巖巖心潤(rùn)濕性調(diào)控人造頁(yè)巖潤(rùn)濕性，制作的人造頁(yè)巖巖心與天然巖心物性差異小，能作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖提高采收率技術(shù)的手段。

技術(shù)特征：

1.一種人造頁(yè)巖巖心，其特征在于：其各組分及配比按重量百分比如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種人造頁(yè)巖巖心，其特征在于：所述粘土由高嶺石、蒙脫石、伊利石及綠泥石組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種人造頁(yè)巖巖心，其特征在于：所述高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石質(zhì)量比為1：1：1：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種人造頁(yè)巖巖心，其特征在于：所述環(huán)氧瀝青組成及各組分質(zhì)量份數(shù)為：石油瀝青100份，環(huán)氧樹脂16份，二聚酸二縮水甘油酯4份，丙烯酸甲酯8份，十二烷基苯磺酸鈉9份，二甲基硅油3份，聚氨酯12份，苯丙烯酸5份，異丁基三乙氧基硅烷10份，蒙脫土13份，二氧化硅12份，硼酐15份。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種人造頁(yè)巖巖心，其特征在于：所述環(huán)氧樹脂為縮水甘油胺環(huán)氧樹脂。

6.一種權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述人造頁(yè)巖巖心的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于：所述石英顆粒直徑為0.1～10um。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于：所述步驟2所述石墨顆粒直徑為0.05～20um。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述制備方法，其特征在于：所述石墨的顆粒直徑為0.01～1um。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于：將成型模具放入馬弗爐中，升溫至180～260℃，攪拌35～50min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于非常規(guī)油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種人造頁(yè)巖巖心。解決了現(xiàn)有人造頁(yè)巖不能根據(jù)天然頁(yè)巖巖心潤(rùn)濕性調(diào)控人造頁(yè)巖潤(rùn)濕性以及制作的人造頁(yè)巖巖心與天然巖心物性差異大的問題。本發(fā)明各組分及配比按重量百分比為：石英顆粒20～55%；粘土20～35%；石墨顆粒1～7%；環(huán)氧瀝青10～55%；原料重量百分比之和為100%。本發(fā)明首先選取標(biāo)準(zhǔn)石英顆粒，然后將石英顆粒與石墨顆粒、粘土及環(huán)氧瀝青按照比例混合成固料，再將固料放入成型模具中升溫，脫模制成大塊頁(yè)巖，最后經(jīng)切割后制成頁(yè)巖巖心。發(fā)明的人造頁(yè)巖巖心實(shí)現(xiàn)了潤(rùn)濕性調(diào)控且與天然頁(yè)巖巖心物性差異小，能作為評(píng)價(jià)頁(yè)巖提高采收率技術(shù)的手段。

技術(shù)研發(fā)人員：趙宇,付洪濤,鄧森,宋考平,李斌會(huì),蘭玉波,董大鵬,王青振
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大慶油田有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19