专利名称：一种仿地井筒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种仿地井筒及其制备方法，属于石油工程领域，也属于煤层气 工程领域。
技术背景目前，公知公用的用于地层胶结界面问题研究的模拟岩心有两种， 一种是钢 套筒，其不足是无法模拟地层物性；另一种是胶质人造岩心，它虽然可在一定程 度上模拟地层的孔隙度，但却无法模拟地层渗透率和地层压实规律，因此仿真程 度仍然不高。 发明内容本发明的目的是提供一种仿真程度更高的仿地井筒及其制备方法，制备的仿 地井筒的组成丰度和孔渗特性与地层的大致相符，且制备过程模拟可大地成岩的 压实过程，为地层胶结界面问题研究奠定了重要的实验基础。为实现本发明目的，本发明提供一种仿地井筒，包括仿地井筒用砂、自制材 料和水，其中仿地井筒用砂与自制材料质量比为5: 2 8: 1，水与仿地井筒用砂与自制材料的质量和比为0. 06 0.15: 1。上述仿地井筒的制备方法包括以下步骤(1) 将黄砂和标准砂筛选得到一定级配(6 10: 4 0)、分选良好、磨圆程度为 次棱角状 次圆状的仿地井筒用砂；(2) 按质量比为5: 2 8: l取仿地井筒用砂和自制材料，然后按水与仿地井筒用 砂和自制材料质量和之比为0.06 0.15加入自来水，拌匀待用，所用自制材料为 基于水泥的复合材料；(3) 进行模具的组合和定位以保证仿地井筒不变形；(4) 向模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体，接着对混 合体上表面缓慢加压，当压力值达到l 50kN后，保持恒压3 5min;(5) 卸压，将仿地井筒与模具一起取出；(6) 烘烤到自然干燥，然后对仿地井筒与模具加热，模具受热膨胀，自动剥离仿 地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。所用模具为PVC管组合模具。本发明根据地层形成的一般规律，以河道黄砂和标准砂作为碎屑颗粒，以自 制材料作为胶结物，用压力试验机的缓慢加压来模拟地层压实过程。制备仿地井 筒以自制材料作为胶结物，其自身低渗、性能稳定等特性与沉积胶结物有较好的 相似性。根据不同的物性参数和压实规律，经大量的模拟实验，得到相应的物料 配比和需加的恒压数值，即可制备不同物性(渗透率和孔隙度)和不同厚度的仿 地井筒。制备的仿地井筒的组成丰度和孔渗特性与地层的大致相符，且制备过程 模拟可大地成岩的压实过程，为地层胶结界面问题研究奠定了重要的实验基础。本发明制备的仿地井筒，既可模拟地层的物性，也可模拟地层的压实，所以 有利于获得更准确的实验数据，胶结地层界面胶结问题。而且本发明操作简单， 所需原料来源广泛。
具体实施方式
本发明提供的仿地井筒包括仿地井筒用砂、自制材料和水，其中仿地井筒用砂与自制材料质量比为5: 2 8: 1，水与仿地井筒用砂与自制材料的质量和 比为0.06 0.15: 1,仿地井筒的制备方法如下(1) 将黄砂和标准砂筛选得到级配为6 10: 4 0、分选良好、磨圆程度为次棱 角状 次圆状的仿地井筒用砂；(2) 按质量比为5: 2 8: 1取仿地井筒用砂和自制材料，然后按水固质量比为0.06 0.15加入自来水，拌匀待用，所用自制材料为基于水泥的复合材料；(3) 将模具组合和定位以保证制取的仿地井筒不变形；(4) 向模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体，接着对混 合体表面缓慢加压，当压力值达到l 50kN后，保持恒压3 5min;(5) 卸压，将仿地井筒与模具一起取出；(6) 烘烤到自然干燥，然后对仿地井筒与模具加热，模具受热膨胀，自动剥离仿 地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。下面以制备渗透率为450xl(rVm'2、孔隙度为28%的仿地井筒为实例，对本 发明所述方法作进一步的说明。首先将黄砂和标准砂筛选得到一定级配(6 10: 4 0)、分选良好、磨圆程 度为次棱角状 次圆状的仿地井筒用砂；然后通过以下步骤制备所需仿地井筒(1) 称取仿地井筒用砂650g、自制材料130g、自来水65ml，拌匀待用；(2) 进行PVC管模具的组合和定位；(3) 向PVC管组合模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体， 接着对混合体上表面缓慢加压，当压力值达到5kN后，保持恒压3min;在模具 中即制得仿地井筒；(4) 卸压，将仿地井筒与模具一起取出；(5) 烘烤到自然干燥程度后，对仿地井筒与模具加热，PVC管受热膨胀，自动剥 离仿地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。
权利要求
1.一种仿地井筒，其特征在于包括仿地井筒用砂、自制材料和水，仿地井筒用砂与自制材料质量比为5∶2～8∶1，水与仿地井筒用砂和自制材料的质量和比为0.06～0.15∶1。
2. 根据权利要求1所述的仿地井筒，其特征在于仿地井筒用砂为黄砂和标准砂 筛选得到级配为6 10: 4~0、分选良好、磨圆程度为次棱角状 次圆状的仿地井筒用砂，所用自制材料为基于水泥的复合材料。
3. —种权利要求1所述仿地井筒的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1) 将黄砂和标准砂筛选得到级配为6 10: 4 0、分选良好、磨圆程度为次棱 角状 次圆状的仿地井筒用砂；(2) 按质量比为5: 2 8: 1取仿地井筒用砂和自制材料，然后按水固质量比为 0.06 0.15加入自来水，拌匀待用，所用自制材料为基于水泥的复合材料；(3) 将模具组合和定位以保证制取的仿地井筒不变形；(4) 向模具中倒入拌匀后的仿地井筒用砂、自制材料和自来水混合体，接着对混 合体上表面缓慢加压，当压力值达到1 50kN后，保持恒压3 5min;(5) 卸压，将仿地井筒与模具一起取出；(6) 烘烤到自然干燥，然后对仿地井筒与模具加热，模具受热膨胀，自动剥离仿 地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。
4. 根据权利要求2所述仿地井筒的制备方法，其特征在于模具为PVC管组合模 具。
全文摘要
本发明公开了一种仿地井筒及其制备方法，首先将黄砂和标准砂筛选得所需仿地井筒用砂，按质量比为5∶2～8∶1取仿地井筒用砂和自制材料，并按水固质量比为0.06～0.15加入自来水，拌匀得混合体后待用。将模具组合和定位后向模具中倒入拌匀后的混合体，接着对混合体上表面缓慢加压，当达到一定压力后，保持恒压持续一段时间，然后卸压，将仿地井筒与模具一起取出。最后烘烤到自然干燥后加热，模具受热膨胀，自动剥离仿地井筒，遂取出仿地井筒，即得到完整的仿地井筒。本发明操作简单，制备的仿地井筒的组成丰度和孔渗特性与地层的大致相符，且制备过程模拟可大地成岩的压实过程，为地层胶结界面问题研究奠定了重要的实验基础。
文档编号B28B21/02GK101250999SQ20081004734
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者军 顾 申请人:中国地质大学(武汉)