本發(fā)明涉及油田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種環(huán)氧樹脂包裹巖心的澆鑄方法。

背景技術(shù)：

油田的生產(chǎn)開發(fā)，一個合理的開發(fā)方案/生產(chǎn)制度是保持高效生產(chǎn)開發(fā)的基礎(chǔ)，整體方案主要通過數(shù)值模擬分析，其中室內(nèi)實驗的基礎(chǔ)實驗參數(shù)是數(shù)模的基礎(chǔ)。因此，客觀上說室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，研究的規(guī)律性影響著整個油藏的生產(chǎn)開發(fā)模擬。

關(guān)于巖心模型，現(xiàn)目前主要分為兩種類型，巖心夾持器和環(huán)氧樹脂澆鑄。現(xiàn)目前國內(nèi)各研究機構(gòu)絕大多數(shù)都是用結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的鐵質(zhì)巖心夾持器對巖心進行夾持和密封，主要夾持器模型包括：φ25.4×100mm，φ38×100mm，45×45×300mm這三種主要類型的巖心夾持器。隨著巖心實驗驅(qū)替的多樣化發(fā)展，越來越多的研究需要采用較大尺寸的巖心進行物理模擬實驗，如φ25.4×1000mm，φ38×1000mm，45×45×300mm成為研究用的物理模擬模型，但該類尺寸模型采用夾持器來操作，存在以下幾個問題：①體積較大、厚重，不便于搬運裝卸；②依靠加壓(外圓內(nèi)方)膠皮套密封，易損害膠皮套，實驗過程中易出現(xiàn)泄漏、圍壓不穩(wěn)定等導(dǎo)致實驗失?。虎壅麄€模具導(dǎo)流液體的流動空間較大，在飽和油、水驅(qū)油等研究過程中會產(chǎn)生非巖心滲流的數(shù)據(jù)，影響實驗結(jié)果；④由于模具過大，測定巖心孔隙體積時不能采用抽真空方法，導(dǎo)致其誤差相對較大。

環(huán)氧樹脂澆鑄的人造巖心，越來越受到科研工作者的青睞。但是，對于澆鑄的巖心而言，澆鑄巖心效果的好壞對巖心驅(qū)替效果的影響十分緊密。市面上最常用的澆鑄人造巖心，最主要的問題就是抗壓能力不行，其極限承壓能力在0.8-1.0MPa，這也局限了澆鑄的人造巖心的廣泛應(yīng)用，其中劉進群(一種提高環(huán)氧樹脂澆鑄巖心耐壓能力的裝置，公開號：CN203572825U)在其專利中專門設(shè)計夾持模型來提高澆鑄巖心模型的耐壓能力，從而完成相關(guān)實驗設(shè)計；對于驅(qū)替壓力較高的驅(qū)替實驗，均不能采用環(huán)氧樹脂澆筑巖心模型。

其次就是人造巖心通常也是用環(huán)氧樹脂+石英砂+粘土礦物燒結(jié)而成，澆鑄也是用環(huán)氧樹脂，李宜強在05年的發(fā)明中就有表明(石英砂環(huán)氧樹脂膠結(jié)巖心及其制備方法，公開號：CN 1664547A)，這導(dǎo)致了澆鑄的環(huán)氧樹脂與燒結(jié)巖心的環(huán)氧樹脂兩者之間產(chǎn)生共性影響。如果澆鑄的環(huán)氧樹脂使用溫度過高，澆鑄過程的流動性太強，均會導(dǎo)致巖心外表面一層與澆鑄的環(huán)氧樹脂產(chǎn)生反應(yīng)，從而改變巖心性質(zhì)，最終影響實驗效果。

因此，對于澆鑄的人造巖心需要克服這兩方面的問題，才能有效的保證巖心具備一定的耐壓能力，且對巖心不產(chǎn)生相關(guān)影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧樹脂包裹巖心的澆鑄方法，與目前使用的巖心夾持器來夾持巖心模型/澆鑄模型相比，具有耐壓能力好，方式較為簡單，巖心性能穩(wěn)定。易攜帶或移動，可重復(fù)使用，并且實驗可視化效果好。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種環(huán)氧樹脂包裹巖心的澆鑄方法，包括以下步驟：

A、確定澆注配料類型，配料包括膠粘劑、固化劑、增韌劑，其中膠粘劑為環(huán)氧樹脂，固化劑為聚酰胺樹脂，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁脂；

B、將上述膠粘劑、固化劑、增韌劑進行混合；

C、將混合好后的配料，保證模具水平情況下，均勻緩緩注入夾持有巖心的模具中進行澆鑄，最后靜置冷卻24小時；

D、卸開模具，脫出澆鑄成品，進行棱角拋光美化。

進一步的是，所述步驟B中環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、鄰苯二甲酸二丁脂的重量配比比例為1：0.55：0.12。

進一步的是，所述步驟B中的環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、鄰苯二甲酸二丁脂的混合步驟為：

a、按照比例分別稱取環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、鄰苯二甲酸二丁脂；

b、將稱取好的環(huán)氧樹脂進行加熱，溫度控制在40～60℃，并邊加熱邊攪拌；

c、當(dāng)環(huán)氧樹脂加熱變?yōu)榍逅疇顣r，加入鄰苯二甲酸二丁脂攪拌均勻；

d、單獨加熱聚酰胺樹脂直至完全融化，溫度控制在40～60℃；

e、將完全融化后的熱聚酰胺樹脂加入到步驟c中得到的環(huán)氧樹脂和鄰苯二甲酸二丁脂混合溶液中，邊加入邊攪拌，并逐漸降低溫度。

進一步的是，所述步驟b和d的溫度均為55℃。

進一步的是，所述步驟e中溫度降低到40～45℃。

進一步的是，所述步驟C的澆鑄過程中采用玻璃棒不斷趕出起泡。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著效果：本發(fā)明通過用環(huán)氧樹脂對人工巖心進行外封固澆鑄，具有承壓能力好，巖心性質(zhì)穩(wěn)定，擴寬了該類巖心的使用范圍，將驅(qū)替壓力從1.0MPa使用上限，擴大到6MPa使用上限，為室內(nèi)驅(qū)替實驗的研究提供了基礎(chǔ)。

說明書附圖

圖1為實施例巖心憋壓破壞承壓圖；

圖2為實施例第二次測量巖心憋壓破壞承壓圖；

圖3為實施例第三次測量巖心憋壓破壞承壓圖。

具體實施方式

本發(fā)明的一種環(huán)氧樹脂包裹巖心的澆鑄方法，包括以下步驟：

A、確定澆注配料類型，配料包括膠粘劑、固化劑、增韌劑，其中膠粘劑為環(huán)氧樹脂，固化劑為聚酰胺樹脂，增韌劑為鄰苯二甲酸二丁脂；

B、將上述膠粘劑、固化劑、增韌劑進行混合；

C、將混合好后的配料，保證模具水平情況下，均勻緩緩注入夾持有巖心的模具中進行澆鑄，最后靜置冷卻24小時；

D、卸開模具，脫出澆鑄成品，進行棱角拋光美化。避免棱角處鋒利劃手，造成安全事故。

上述的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧樹脂含量50％-100％，環(huán)氧當(dāng)量213-244，環(huán)氧值0.44-0.47；聚酰胺樹脂的胺值220±20MgkoH/g,分子量600-1100，活潑氫當(dāng)量195g/Eq,粘度40℃下1800cps；鄰苯二甲酸二丁脂的分子式C₁₆H₂₂O₄,分子量278.34。

作為優(yōu)化的實施方式是所述步驟B中環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、鄰苯二甲酸二丁脂的重量配比比例為1：0.55：0.12。這樣能有較適宜的強度和韌性。

所述步驟B中的環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、鄰苯二甲酸二丁脂的混合步驟為：

a、按照比例分別稱取環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、鄰苯二甲酸二丁脂；

b、將稱取好的環(huán)氧樹脂進行加熱，溫度控制在40～60℃，并邊加熱邊攪拌；

c、當(dāng)環(huán)氧樹脂加熱變?yōu)榍逅疇顣r，加入鄰苯二甲酸二丁脂攪拌均勻；

d、單獨加熱聚酰胺樹脂直至完全融化，溫度控制在40～60℃；

e、將完全融化后的熱聚酰胺樹脂加入到步驟c中得到的環(huán)氧樹脂和鄰苯二甲酸二丁脂混合溶液中，邊加入邊攪拌，并逐漸降低溫度。

其中溫度的優(yōu)選的是，所述步驟b和d的溫度均為55℃。

所述步驟e中溫度降低到40～45℃。其目的是為了降低溶液流動性，并加快固化，減少溶液流體侵入巖心，避免造成溫度對巖心中環(huán)氧樹脂的影響。

優(yōu)選的實施方式是，所述步驟C的澆鑄過程中采用玻璃棒不斷趕出起泡。因澆鑄液體存在氣泡，會使氣泡存在位置產(chǎn)生應(yīng)力突破區(qū)域，降低耐壓強度；所以緩慢注入并用玻璃棒驅(qū)趕，可以有效阻止氣泡生成。

實施例

室內(nèi)選用了45×45×300mm尺寸的巖心，進行環(huán)氧樹脂的澆鑄實驗，制作方法包括如下步驟：

(1)測定裸巖心的基本參數(shù)：

①稱量巖心干重M₁；

②抽真空飽和蒸餾水后，稱量干重M₂，計算巖心孔隙度為33％；

③放入巖心夾持器，水測滲透率為2100mD；

④恒溫箱烘干巖心

(2)模具組裝：

模具由底板、上框架、螺旋桿和導(dǎo)流蓋組成，底板和上框架為鋁鐵，螺旋桿為碳鋼，導(dǎo)流蓋為。地板上有兩處氣孔孔眼，框架上兩端各有一上螺旋桿的大孔眼，框架底端有螺栓將框架與底板連接在一起。合模后，上螺旋桿，對模具內(nèi)部和螺旋桿均勻涂刷硅油，上螺旋桿。將導(dǎo)流蓋上在螺旋桿前端，并平穩(wěn)放置所要夾持的人造巖心，使巖心正懸于模具內(nèi)部。

(3)材料的確定及配比：

需要膠粘劑環(huán)氧樹脂、固化劑聚酰胺樹脂、增韌劑鄰苯二甲酸二丁脂，按重量計算三者的比例1:0.55:0.12；

(4)配料準(zhǔn)備：

①先將稱好的膠粘劑環(huán)氧樹脂加熱到能流動如清水狀，溫度控制在55℃，邊加熱邊攪拌；

②當(dāng)膠粘劑環(huán)氧樹脂如清水狀時，邊加入增韌劑鄰苯二甲酸二丁脂邊攪拌，確保攪拌均勻；

③同時，單獨加熱固化劑聚酰胺樹脂直至完全熔化，溫度控制在55℃；

④將固化劑聚酰胺樹脂倒入膠粘劑環(huán)氧樹脂與增韌劑鄰苯二甲酸二丁脂的混合液中，邊加入邊攪拌(攪拌均勻)；逐漸降低溫度，溫度控制在45℃左右。

(5)注模：

將混合好后的配料，保證模具水平情況下，均勻緩緩注入夾持有巖心的模具中進行澆鑄，并驅(qū)趕流體中的氣泡，注滿模具，清空氣泡。

(6)靜置冷卻，脫模拋光：

澆鑄完成后，靜置冷卻24小時候后，拆卸模具進行取模，脫出澆鑄成品，進行簡單拋光。

(7)測定澆鑄巖心的滲透率與孔隙度

①稱量巖心干重m₁；

②抽真空飽和蒸餾水后，稱量干重m₂，計算巖心孔隙度為32.9％；

③連接管線，水測滲透率為2052mD；

(8)憋壓測試：

連接快速接頭，堵住成品一端，在另一端加壓，進行憋壓測試，逐漸加壓直至破裂。測試出巖心澆鑄成品的耐壓強度，實驗結(jié)果見附圖1。后續(xù)采用相同的方法，多組實驗數(shù)據(jù)驗證其耐壓能力，如附圖2，圖3。

通過實施例分析，該澆鑄方法對巖心本身性質(zhì)的影響較小，環(huán)氧樹脂侵入巖心的量十分稀少，能夠保持穩(wěn)定巖心基礎(chǔ)物性；并且具有較佳的耐壓能力，擴寬了澆鑄巖心的使用范圍。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。