專利名稱：一種仿地井筒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿地井筒及其制備方法，屬于石油工程領(lǐng)域，也屬于煤層氣 工程領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，公知公用的用于地層膠結(jié)界面問(wèn)題研究的模擬巖心有兩種， 一種是鋼 套筒，其不足是無(wú)法模擬地層物性；另一種是膠質(zhì)人造巖心，它雖然可在一定程 度上模擬地層的孔隙度，但卻無(wú)法模擬地層滲透率和地層壓實(shí)規(guī)律，因此仿真程 度仍然不高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種仿真程度更高的仿地井筒及其制備方法，制備的仿 地井筒的組成豐度和孔滲特性與地層的大致相符，且制備過(guò)程模擬可大地成巖的 壓實(shí)過(guò)程，為地層膠結(jié)界面問(wèn)題研究奠定了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種仿地井筒，包括仿地井筒用砂、自制材 料和水，其中仿地井筒用砂與自制材料質(zhì)量比為5: 2 8: 1，水與仿地井筒用砂與自制材料的質(zhì)量和比為0. 06 0.15: 1。上述仿地井筒的制備方法包括以下步驟(1) 將黃砂和標(biāo)準(zhǔn)砂篩選得到一定級(jí)配(6 10: 4 0)、分選良好、磨圓程度為 次棱角狀 次圓狀的仿地井筒用砂；(2) 按質(zhì)量比為5: 2 8: l取仿地井筒用砂和自制材料，然后按水與仿地井筒用 砂和自制材料質(zhì)量和之比為0.06 0.15加入自來(lái)水，拌勻待用，所用自制材料為 基于水泥的復(fù)合材料；(3) 進(jìn)行模具的組合和定位以保證仿地井筒不變形；(4) 向模具中倒入拌勻后的仿地井筒用砂、自制材料和自來(lái)水混合體，接著對(duì)混 合體上表面緩慢加壓，當(dāng)壓力值達(dá)到l 50kN后，保持恒壓3 5min;(5) 卸壓，將仿地井筒與模具一起取出；(6) 烘烤到自然干燥，然后對(duì)仿地井筒與模具加熱，模具受熱膨脹，自動(dòng)剝離仿 地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。所用模具為PVC管組合模具。本發(fā)明根據(jù)地層形成的一般規(guī)律，以河道黃砂和標(biāo)準(zhǔn)砂作為碎屑顆粒，以自 制材料作為膠結(jié)物，用壓力試驗(yàn)機(jī)的緩慢加壓來(lái)模擬地層壓實(shí)過(guò)程。制備仿地井 筒以自制材料作為膠結(jié)物，其自身低滲、性能穩(wěn)定等特性與沉積膠結(jié)物有較好的 相似性。根據(jù)不同的物性參數(shù)和壓實(shí)規(guī)律，經(jīng)大量的模擬實(shí)驗(yàn)，得到相應(yīng)的物料 配比和需加的恒壓數(shù)值，即可制備不同物性(滲透率和孔隙度)和不同厚度的仿 地井筒。制備的仿地井筒的組成豐度和孔滲特性與地層的大致相符，且制備過(guò)程 模擬可大地成巖的壓實(shí)過(guò)程，為地層膠結(jié)界面問(wèn)題研究奠定了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本發(fā)明制備的仿地井筒，既可模擬地層的物性，也可模擬地層的壓實(shí)，所以 有利于獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，膠結(jié)地層界面膠結(jié)問(wèn)題。而且本發(fā)明操作簡(jiǎn)單， 所需原料來(lái)源廣泛。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的仿地井筒包括仿地井筒用砂、自制材料和水，其中仿地井筒用砂與自制材料質(zhì)量比為5: 2 8: 1，水與仿地井筒用砂與自制材料的質(zhì)量和 比為0.06 0.15: 1,仿地井筒的制備方法如下(1) 將黃砂和標(biāo)準(zhǔn)砂篩選得到級(jí)配為6 10: 4 0、分選良好、磨圓程度為次棱 角狀 次圓狀的仿地井筒用砂；(2) 按質(zhì)量比為5: 2 8: 1取仿地井筒用砂和自制材料，然后按水固質(zhì)量比為0.06 0.15加入自來(lái)水，拌勻待用，所用自制材料為基于水泥的復(fù)合材料；(3) 將模具組合和定位以保證制取的仿地井筒不變形；(4) 向模具中倒入拌勻后的仿地井筒用砂、自制材料和自來(lái)水混合體，接著對(duì)混 合體表面緩慢加壓，當(dāng)壓力值達(dá)到l 50kN后，保持恒壓3 5min;(5) 卸壓，將仿地井筒與模具一起取出；(6) 烘烤到自然干燥，然后對(duì)仿地井筒與模具加熱，模具受熱膨脹，自動(dòng)剝離仿 地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。下面以制備滲透率為450xl(rVm'2、孔隙度為28%的仿地井筒為實(shí)例，對(duì)本 發(fā)明所述方法作進(jìn)一步的說(shuō)明。首先將黃砂和標(biāo)準(zhǔn)砂篩選得到一定級(jí)配(6 10: 4 0)、分選良好、磨圓程 度為次棱角狀 次圓狀的仿地井筒用砂；然后通過(guò)以下步驟制備所需仿地井筒(1) 稱取仿地井筒用砂650g、自制材料130g、自來(lái)水65ml，拌勻待用；(2) 進(jìn)行PVC管模具的組合和定位；(3) 向PVC管組合模具中倒入拌勻后的仿地井筒用砂、自制材料和自來(lái)水混合體， 接著對(duì)混合體上表面緩慢加壓，當(dāng)壓力值達(dá)到5kN后，保持恒壓3min;在模具 中即制得仿地井筒；(4) 卸壓，將仿地井筒與模具一起取出；(5) 烘烤到自然干燥程度后，對(duì)仿地井筒與模具加熱，PVC管受熱膨脹，自動(dòng)剝 離仿地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。
權(quán)利要求
1.一種仿地井筒，其特征在于包括仿地井筒用砂、自制材料和水，仿地井筒用砂與自制材料質(zhì)量比為5∶2～8∶1，水與仿地井筒用砂和自制材料的質(zhì)量和比為0.06～0.15∶1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿地井筒，其特征在于仿地井筒用砂為黃砂和標(biāo)準(zhǔn)砂 篩選得到級(jí)配為6 10: 4~0、分選良好、磨圓程度為次棱角狀 次圓狀的仿地井筒用砂，所用自制材料為基于水泥的復(fù)合材料。
3. —種權(quán)利要求1所述仿地井筒的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1) 將黃砂和標(biāo)準(zhǔn)砂篩選得到級(jí)配為6 10: 4 0、分選良好、磨圓程度為次棱 角狀 次圓狀的仿地井筒用砂；(2) 按質(zhì)量比為5: 2 8: 1取仿地井筒用砂和自制材料，然后按水固質(zhì)量比為 0.06 0.15加入自來(lái)水，拌勻待用，所用自制材料為基于水泥的復(fù)合材料；(3) 將模具組合和定位以保證制取的仿地井筒不變形；(4) 向模具中倒入拌勻后的仿地井筒用砂、自制材料和自來(lái)水混合體，接著對(duì)混 合體上表面緩慢加壓，當(dāng)壓力值達(dá)到1 50kN后，保持恒壓3 5min;(5) 卸壓，將仿地井筒與模具一起取出；(6) 烘烤到自然干燥，然后對(duì)仿地井筒與模具加熱，模具受熱膨脹，自動(dòng)剝離仿 地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述仿地井筒的制備方法，其特征在于模具為PVC管組合模 具。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種仿地井筒及其制備方法，首先將黃砂和標(biāo)準(zhǔn)砂篩選得所需仿地井筒用砂，按質(zhì)量比為5∶2～8∶1取仿地井筒用砂和自制材料，并按水固質(zhì)量比為0.06～0.15加入自來(lái)水，拌勻得混合體后待用。將模具組合和定位后向模具中倒入拌勻后的混合體，接著對(duì)混合體上表面緩慢加壓，當(dāng)達(dá)到一定壓力后，保持恒壓持續(xù)一段時(shí)間，然后卸壓，將仿地井筒與模具一起取出。最后烘烤到自然干燥后加熱，模具受熱膨脹，自動(dòng)剝離仿地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，制備的仿地井筒的組成豐度和孔滲特性與地層的大致相符，且制備過(guò)程模擬可大地成巖的壓實(shí)過(guò)程，為地層膠結(jié)界面問(wèn)題研究奠定了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)B28B21/02GK101250999SQ20081004734
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者軍 顧 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)