真实储集岩微观孔隙模型及其制作技术

摘要

本发明公开了一种真实储集岩微观孔隙模型及其制作技术。本发明的模型主要由真实储集岩片、针头、引槽、盖玻璃、载玻璃和环氧树脂胶组成。本发明制作技术的关键在于尽可能地保持原储集岩的孔隙特征和岩片上表面与盖玻璃的恰当粘结。本发明结构简单，易于制作。本发明不仅适合于油气田提高采收率方面的研究，而且还适合于各种油层污染，油层酸化及调剂堵水等其它许多方面的研究。

说明书

本发明涉及一种用于油田开发、提高油层采收率（采油率）研究的新型实验模型及其制作技术，特别是一种用真实储集（油）岩石制作的微观孔隙模型及其制作技术。

近年来，世界范围内新大油田的发现日趋减少，对老油田的改造和开发利用，提高油田采收率显得尤为重要。目前产量和储量均占90%以上的我国东部各油田相继进入高含水期，控水稳油、提高油层采收率具有更突出的意义。微观孔隙模型（物理模型）水驱油模拟实验是提高油层采收率研究的重要手段之一。该项工作国外已有数十年的研究历史，目前使用的实验模型大致可分为三类：1、粒间填充模型，如玻璃珠、树脂球及沙子填充模型等;2、毛细管状模型，如毛细管束状和毛细管网状模型等;3、玻璃刻蚀模型，用手工刻蚀和光学刻蚀方法在玻璃板上刻蚀各种孔隙网络制成模型。上述模型的共同优点是可以直接观察介质中两相流体的驱替过程和油水分布情形，其最大缺点是这些模型都不是真正的储油岩石，其孔隙结构（孔隙形状、大小填充物等）和表面物理化学性质都与真实储油岩石有很大差距，这是长期以来简单而又难以解决的问题。用真实储油岩石作水驱油实验，真实而不可见，而用上述微观模型作实验，可见而不真实。

本发明的目的是提供一种真实储集岩微观孔隙模型及其制作技术。将真实的储油岩石磨成厚度很小的岩石薄片，用玻璃板粘夹起来即制成本发明的真实储集岩微观孔隙模型。在本发明的制作技术方面，尽可能保持原储集岩的孔隙特征和岩芯上表面与玻璃板的恰当粘结。

本发明的实现过程：

首先结合附图对本发明的真实储集岩微观孔隙模型结构及实验流程加以说明：

1、如附图1（a、b）所示为模型结构示意图。该模型主要由待测岩石薄片（1）、针头（2）、引槽（3）、针头（4）、盖玻璃（5）、载玻璃（6）、环氧树脂胶（7）组成;

2、如附图2所示为模型实验流程方框图，本发明的实验流程主要是由动力源（A）、微压差测量系统（B）、油（C）、水（D）、模型（E）及显微录像系统（F）组成。

其次结合附图对本发明的模型制作技术作进一步说明：

1、模型载玻璃（6）和盖玻璃（5）的加工：将经过抛平处理的2mm厚的玻璃板用金刚石刀裁成30×50mm²的玻璃片倒棱清洗后作载玻璃（6）和盖玻璃（5）待用;用毛笔将熔化的石腊（温度不能烙焦笔毛）涂于载玻璃（6）的全部表面（石腊表面不能出现裂纹），并在载玻璃（6）同一面的两端适当部位的石腊上沿长度方向刻出长15-17mm，宽1.5mm的细缝（8、9），让缝隙的底面暴露玻璃面等待腐蚀;将装有氢氟酸的塑料杯放入40℃左右的水浴中，待氢氟酸温度稳定后再将待腐蚀的涂腊载玻片（6）放入氢氟酸中腐蚀出深约1-1.5mm的槽（8、9）（或略深于医用小儿头皮针的直径）即可;加热清除涂在载玻片（6）上的石蜡，擦去残留的石蜡及针槽（8、9）内的腐蚀反应杂物，清洗载玻片（6）后待用（如图3）。

2、模型岩芯基片的加工：

①岩芯的切割、整形与洗油工艺：取待研究的储集岩岩芯进行编号，将其按渗透方向切割成6～8mm厚的岩片，经粗一细研磨整形成24×18×3mm³的小长方体岩片（1），用墨汁将编号标在岩片面;将带有编注号的岩片浸入装在抽提仪中的四氯化碳或酒精-苯混和液中进行洗油，洗净后烘干待用。

②岩片（1）的注体及磨平工艺：为了保护岩片（1）洗油后留下的孔隙，磨片前需将岩片（1）用可溶性有机玻璃单体（液体）饱和;溶液的配制--将甲基丙稀酸甲脂倒入烧杯，滴入3-5滴苛性钠饱和溶液，搅拌均匀除去沉淀物，再取总重量的0.15%的固化剂（偶氮二异丁氰）倒入烧杯，搅拌均匀后待用;将待注岩片（1）放入试管（10）中，（如同时加工多个岩片，则）用云母片（12）隔开，放入插有漏斗且密封的干燥瓶中，将配好的有机玻璃单体溶液倒入漏斗，抽真空达5×10^-2乇时，打开漏斗阀门，使溶液滴入试管，直到溶液（11）淹没并高出岩片（1）最好处约1/5以上（如图4）;取出试管，放入衡温水浴（80-85℃）中3小时后有机玻璃开始由粘稠逐渐固化，取出试管，打碎外层玻璃结取出填好的岩片（1）放入60℃烘箱中烘6-8小时;对填好有机玻璃的岩片（1）进行粗磨至新鲜面出现为止，再细磨平将其编号标注在该表面上。

3、岩片底面的加工工艺：将已磨平标注有编号的岩片（1）用石蜡或加拿大树脂胶均匀地紧贴在磨片机的磨盘上，进行粗细磨抛加工，让盘中样品完整地出现岩石面为宜（不应磨的过深）;对磨平的岩样在平玻璃板上用抛光粉再手工抛光后下盘，下盘时应尽量勿使石蜡或松香等粘盘剂沾污抛光面。

4、岩片底面的粘结工艺：将作好底面的岩片（1）的四个侧棱用金刚砂在平玻璃板上磨出岩石的新鲜面，并定型为22×15mm²的模型核心（如图6）;将抛光好的岩片用水洗净，用干净的棉纱或丝布擦净，待凉干后用环氧树脂或万能胶（7）贴紧粘结在带有针槽（8、9）面的载玻璃片（6）中心，待胶（7）凝固后将编号用金刚刀刻在载玻片（6）底部外表面适当部位（避开岩样面位置），然后在岩片（1）周围的玻璃片上涂上大约0.3mm厚的万能胶，并设法赶除岩样侧边附近胶中的气泡，待胶固化后转下道工序（如图6a、b）。

5、岩片（1）上表面的加工工艺：将粘好岩片（1）的载玻璃（6）外表面刮擦干净，并均匀地粘贴在磨片机的磨盘上，依次用粗、中、细金刚砂磨至岩石厚度约0.2mm左右（特别注意磨面的平整度），再抛光后下盘;将抛好的片子下盘后放入氯仿中泡洗片刻，除去岩缝中的有机玻璃，但时间不易过长，否则会使万能胶浮起或失去粘性而报废;削去岩片（1）周围因泡涨而高出其表面的胶;在两针槽（8、9）尖端部位横向各切除约1mm的岩样形成引槽（3），并挖去针槽内及距针槽边缘约1mm距离的万能胶，以形成注液通道（如图7）。

6、盖玻璃（5）与岩片（1）的粘结及针头的粘结工艺：将快凝固的粘稠万能胶（或环氧树脂胶）均匀地涂在真空橡皮表面，再盖印似地粘在岩片（1）上以形成极薄的胶层，并在岩片（1）两侧及针槽（8、9）两侧的固化胶面上再涂一点很薄的稀胶使其略高于岩片（1）表面;将盖玻璃（5）以极大的垂直于表面压力粘结在岩片（1）上表面处，要作到胶不流入缝隙，岩片（1）表面都与盖玻璃（5）相粘结，最好在粘结时不让岩片（1）表面和盖玻璃（5）之间产生水平相对位移;待胶固化后，将医用儿童头皮针插入针槽，再用万能胶挤入针孔长度一半，将外面部分与模型边缘固结在一起;对岩片（1）周围载玻璃（6）与盖玻璃（5）之间无胶处填入稀胶待固化后修正模型外观即可。