【摘要】：由于疏松砂巖膠結(jié)程度低、結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度小,現(xiàn)場(chǎng)取心成本昂貴且難以成型,不適用于室內(nèi)實(shí)驗(yàn),因此提出制作特高滲疏松巖心代替部分儲(chǔ)層巖心。為評(píng)價(jià)人造巖心的可靠性及代表性,從巖樣的粒度組成、礦物成分、孔隙度、滲透率、膠結(jié)方式、膠結(jié)指數(shù)、孔隙結(jié)構(gòu)、壓縮系數(shù)、力學(xué)性質(zhì)以及滲流特性等方面進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,壓制壓力越小、膠結(jié)物含量越少、水驅(qū)強(qiáng)度越大,巖石強(qiáng)度越低,巖石越疏松越容易破壞。巖心屈服應(yīng)力隨壓制壓力的減小呈冪函數(shù)降低,隨膠結(jié)劑含量的減小呈對(duì)數(shù)降低,隨水驅(qū)強(qiáng)度的增加呈對(duì)數(shù)減小。制備具有一定強(qiáng)度的特高滲疏松巖心至少需要壓制壓力4 MPa,膠結(jié)劑含量在5%左右。研制的疏松巖心在各方面與儲(chǔ)層巖心相似,可代替儲(chǔ)層巖心進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),同時(shí)為特高滲疏松巖心的研究提供借鑒。
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圖片說(shuō)明： 徐宏光等：特高滲疏松砂巖人造巖心的制作及評(píng)價(jià)479圖2成型疏松人造巖心Fig.2Man-madeshapedunconsolidatedcore2巖心的基本特性Basiccharacteristicofcore人造巖心巖性設(shè)計(jì)以?xún)?chǔ)層巖心為依據(jù)，由于制作材料純度、壓力和溫度等因素影響，其特性必然與儲(chǔ)層巖心存在一定差別，因此需要對(duì)比人造巖心與儲(chǔ)層巖心的基本特性。文中研究了巖心的粒度組成、礦物成分、孔隙度、滲透率、膠結(jié)方式、膠結(jié)指數(shù)、孔隙結(jié)構(gòu)、巖石壓縮系數(shù)以及力學(xué)性質(zhì)。其中，巖心的粒度組成、礦物成分、孔隙度、滲透率、膠結(jié)方式等依據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的巖心分析方法進(jìn)行。膠結(jié)指數(shù)測(cè)試采用SCMS-E型高溫高壓巖心多參數(shù)儀，依據(jù)巖石電阻率參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量及計(jì)算方法進(jìn)行。孔隙結(jié)構(gòu)研究采用GS-1型壓汞儀，依據(jù)巖石毛管壓力曲線的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。巖石壓縮系數(shù)依據(jù)巖石孔隙體積壓縮系數(shù)測(cè)試方法進(jìn)行。力學(xué)性質(zhì)測(cè)試采用美國(guó)GCTS公司RTR-1000型三軸巖石力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，依據(jù)工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。2.1巖心的粒度組成與礦物成分Sizecompositionandmineralcomposition制作人造巖心，首先要保證巖石的粒度組成和礦物成分與儲(chǔ)層巖心相似。研究中采用馬爾文激光粒度分析儀與X’PertPROX射線衍射儀對(duì)儲(chǔ)層巖心的粒度與礦物成分進(jìn)行分析，根據(jù)粒度組成（如圖1所示）和礦物成分分析（見(jiàn)表1）結(jié)果制作人造巖心，而后對(duì)人造巖心粒度與礦物成分進(jìn)行測(cè)試并與儲(chǔ)層巖心對(duì)比以保證二者的相似性。人造巖心粒度主要分布在180~630μm（如圖3所示），與儲(chǔ)層巖心相似。人造巖心的主要礦物為石英和長(zhǎng)石，且各礦物在測(cè)驗(yàn)標(biāo)本中的平均百分含量都比較接近，人造巖心礦物可以較好代表目標(biāo)區(qū)塊礦物組成成分（見(jiàn)表1）。2.2巖心的孔隙度與滲透率Porosityandpermeability在保證了巖?
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圖片說(shuō)明： ǖ?9卷）第4期阿爾奇公式計(jì)算得到，其計(jì)算公式為FRR==owm1φ（1）式中，F(xiàn)為地層因素，小數(shù)；Ro為含水巖石電阻率，Ω·m；Rw為巖石所含水的電阻率，Ω·m；φ為巖石孔隙度；m為巖石的膠結(jié)指數(shù)。強(qiáng)膠結(jié)巖石的膠結(jié)指數(shù)通常在2以上，中等膠結(jié)巖石的膠結(jié)指數(shù)為1.8~1.9，弱膠結(jié)巖石的膠結(jié)指數(shù)為1.6~1.7，，極弱膠結(jié)巖石的膠結(jié)指數(shù)為1.4~1.5，未膠結(jié)巖石的膠結(jié)指數(shù)為1.2~1.3。儲(chǔ)層巖心的鑄體薄片顯示巖心孔隙非常發(fā)育，分選較好，磨圓度為次圓~次棱狀，顆粒間以接觸式膠結(jié)和孔隙式膠結(jié)為主（如圖4所示）。人造巖心的CT掃描圖像顯示巖心孔隙連通性好，以孔隙式膠結(jié)和接觸式膠結(jié)為主，與天然巖心的膠結(jié)方式比較相似，能夠較好的模擬天然儲(chǔ)層（如圖5所示）。200μm圖4儲(chǔ)層巖心鑄體薄片F(xiàn)ig.4Castthinsectionofreservoircore500μm圖5人造巖心CT掃描Fig.5CTscanningofartificialcore儲(chǔ)層巖心膠結(jié)程度不一，膠結(jié)指數(shù)介于1.27~1.74，平均值為1.45，其中特高滲巖石膠結(jié)程度介于未膠結(jié)到極弱膠結(jié)之間。不同批次人造巖心的膠結(jié)指數(shù)介于1.2~1.6之間，巖石膠結(jié)程度與儲(chǔ)層特高滲巖心相似（如圖6所示），膠結(jié)程度能夠較好地模擬天然儲(chǔ)層。y2=0.996x1.3703R2=0.9611100.11層因素地孔隙度圖6人造巖心巖電測(cè)試結(jié)果Fig.6Rockelectricitytestresultsofartificialcore2.4巖心孔隙結(jié)構(gòu)Porestructure制作的巖心在粒度、礦物、孔隙度、滲透率、膠結(jié)程度等方面接近儲(chǔ)層巖心，其孔隙結(jié)構(gòu)是否與真實(shí)巖心接近。為探明人造巖心的孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)不同批次不同滲透率的巖心進(jìn)行壓汞實(shí)驗(yàn)（如圖7所示）。針對(duì)測(cè)試巖心，其主要喉道分布區(qū)間為5~30μm，喉道峰值最大為19.2μm，最小為6.3μm。滲透率介于1900
【作者單位】： 西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院;中海油研究總院;
【基金】：國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“海上稠油高效開(kāi)發(fā)新技術(shù)”(編號(hào):2016ZX05025-001-004)
【分類(lèi)號(hào)】：TE311

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本文編號(hào)：2516235