人造岩芯的制备方法和人造岩芯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油开发实验技术领域，尤其涉及一种人造岩芯的制备方法和一种人 造岩芯。
【背景技术】
[0002] 岩石骨架矿物的组成与地层中流体组成相互作用导致岩芯不同的润湿性，岩石的 润湿性很大程度上影响采收率和渗流特性。在油田开发技术研究中，通常采用岩芯进行物 理模拟实验。由于天然岩芯取出难度大、开采成本高等限制，通常采用人造岩芯来代替天然 岩芯进行物理模拟实验，研究化学驱与储层配伍性。岩芯颗粒表面润湿性的差异，在很大程 度上控制着油水在岩石孔隙中的分布，进而直接影响地层原油采收率、驱油效率和渗流特 性。一般认为随着油藏亲水性的逐渐减弱，驱油效率趋于降低。
[0003] 为了模拟矿场岩石不同的润湿性，国内外学者采用不同方法来实现人造岩芯的不 同润湿性。人造岩芯制作方法主要有环氧树脂胶结、磷酸盐或硅酸盐高温烧结等。环氧树脂 胶结方法由于过程简单，岩芯形态尺寸及物性调整范围大，应用最为广泛。但是环氧树脂表 现为亲油性质，导致胶结岩芯均为弱亲油或中性偏亲油。
[0004] 梁万林等人在2008年4月，第22卷，第2期的《石油仪器》上发表的《人造岩芯制备技 术研究》和专利CN200610044244中公开了一种人造岩芯的制备方法，采用环氧树脂胶结岩 芯中添加黏土或表活剂等物质，将岩芯由弱亲油性转变为弱亲水性，或采用添加硅油或沥 青等物质，将岩芯转变为亲油性，但是岩芯在实验过程中经历冲刷后洗掉表活剂、硅油等物 质，从而影响岩芯的润湿性。
[0005] 夏光华等人在2008年2月，第37卷，第1期的《大尺寸系列孔隙度高强人造岩芯的研 制》中公开了一种人造岩芯的制备方法，采用高温烧结岩芯的方法制备亲水性岩芯，但这种 方法制备的岩芯孔隙度、渗透率的控制范围相对较小，而且耐酸碱性相对较差，从而影响岩 芯的重复率和润湿稳定性。
[0006] 李爱芬等人在2015年7月，第15卷，第20期的《科学技术与工程》上发表的《一种亲 水岩芯的人工制备新方法》中，采用季铵盐亲水改性的环氧树脂，从而提高了环氧树脂的亲 水性，通过调整亲水改性的环氧树脂与普通环氧树脂的比例实现不同润湿性的控制，并保 证了润湿性的稳定性。然而季铵盐属于阳离子化合物，对阴离子聚合物和阴离子表活剂的 吸附性能很大，因此此法制备的人造岩芯对聚合物驱、二元复合驱和三元复合驱等化学驱 均有一定影响，进而降低了实验数据的客观性。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种人造岩芯的制备方法和一种人造岩芯，解决了现有技术 的人造岩芯的制备方法所制备的亲水改性的人造岩芯的润湿稳定性不够好和重复率较低 的技术问题。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0009] -种人造岩芯的制备方法，其特征在于，包括：
[0010] 对环氧树脂进行亲水改性，得到亲水改性的环氧树脂；
[0011] 采用亲水改性的环氧树脂制备亲水改性的人造岩芯。
[0012] -种人造岩芯的制备方法，其特征在于，包括：
[0013] 步骤1，将环氧树脂和作为改性剂的聚乙二醇装入带有搅拌桨、冷凝管、滴液漏斗 的四口烧瓶中，加入丙二醇甲醚作为溶剂，在60°C条件下搅拌溶解0.5小时；
[0014] 步骤2,加入过硫酸铵的丙二醇甲醚溶液，升温到80°C，保温反应6小时，减压蒸馏 后得到亲水改性的环氧树脂;其中过硫酸铵作为催化剂；
[0015] 步骤3,按预定质量比称取亲水改性的环氧树脂、普通环氧树脂、固化剂酚醛胺和 石英砂，混合搅拌均匀后放置于岩芯模具中加压，在45°C条件下固化12小时，得到亲水改性 的人造岩芯；
[0016] 步骤4，对人造岩芯做端面磨平处理；
[0017] 步骤1中，环氧树脂与聚乙二醇的摩尔比为2:1~4:1，作为溶剂的丙二醇甲醚与环 氧树脂的质量比为1:1~1:2;步骤2中，过硫酸铵与环氧树脂的摩尔比为3%~8% ;步骤3 中，亲水改性的环氧树脂、普通环氧树脂和固化剂酚醛胺的质量比为0.4:5:1~1:5:1。 [0018] 在此基础上，进一步地，环氧树脂的类型为E44，E51中的一种。
[0019] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，聚乙二醇的分子量为600，800，1000，2000 中的一种。
[0020]在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述步骤1中环氧树脂与聚乙二醇的摩尔 比为3:1。
[0021 ]在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述步骤2中过硫酸铵与环氧树脂的摩尔 比为3.95%。
[0022] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，所述步骤3中亲水改性的环氧树脂、普通 环氧树脂和固化剂酚醛胺的质量比为1:5:1。
[0023] -种根据权利要求2~7任一项所述的人造岩芯的制备方法制备的人造岩芯。
[0024]本发明的有益效果是：
[0025]本发明提供了一种人造岩芯的制备方法和一种人造岩芯，该制备方法将环氧树脂 和改性剂聚乙二醇装入烧瓶中，加入丙二醇甲醚作为溶剂，在60°C条件下搅拌溶解0.5小 时;加入催化剂过硫酸铵的丙二醇甲醚溶液，升温到80°C，保温反应6小时，减压蒸馏后得到 亲水改性的环氧树脂;按预定比例称取亲水改性的环氧树脂、普通环氧树脂、固化剂酚醛胺 和石英砂，混合搅拌均匀后放置于岩芯模具中加压，在45°C条件下固化12小时，得到亲水改 性的人造岩芯。本发明采用非离子链段亲水改性的环氧树脂，由亲水改性的环氧树脂制备 亲水改性的人造岩芯，其制作简单环保，流程短;通过调整改性剂的分子量和用量可以较准 确地控制岩芯润湿稳定性，润湿性可控，润湿稳定性能好;非离子亲水改性的环氧树脂对化 学剂如阴阳离子聚合物、阴阳离子表活剂以及聚合物微球的吸附作用较小，提高了物理模 拟实验的可重复性。该制备方法制备出的人造岩芯孔隙度、渗透率可调，为物理模拟实验提 供了技术支持和物质基础;与驱替液的作用力小，可用于油藏岩石润湿性能及对采收率影 响的研究。现有技术采用阳离子改性，一方面阳离子会增大岩芯吸附化学剂，从而影响实验 数据的客观性，另一方面这种方法需要改性剂的量较大，这会限制环氧树脂胶结岩芯的适 用范围，例如不能适用于制造低渗透岩芯。而本发明采用非离子改性，亲水性能好，改性环 氧胶结的岩芯润湿性可控，对化学剂吸附作用小，润湿性能稳定;使用改性剂的量较少，在 保证胶结强度下可以适用于低渗透以及大型的物理模拟胶结岩芯，应用范围广泛。
【附图说明】
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0027] 图1示出了本发明实施例提供的一种人造岩芯的制备方法的流程图；
[0028] 图2示出了本发明实施例提供的一种人造岩芯的制备方法的简要流程图；
[0029] 图3示出了本发明实施例提供的聚乙二醇的分子量与亲水改性的环氧树脂的接触 角之间的关系；
[0030] 图4示出了本发明实施例提供的环氧树脂和聚乙二醇的摩尔比与亲水改性的环氧 树脂的接触角之间的关系；
[0031] 图5示出了本发明实施例提供的过硫酸铵和环氧树脂的摩尔比与亲水改性的环氧 树脂的接触角之间的关系；
[0032] 图6示出了本发明实施例提供的岩芯的润湿性与驱油效率之间的关系；
[0033] 图7示出了本发明实施例提供的岩芯的润湿性与相对渗透率之间的关系。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不 限定本发明。
[0035] 具体实施例一
[0036] 本发明实施例提供了一种人造岩芯的制备方法，包括：
[0037] 对环氧树脂进行亲水改性，得到亲水改性的环氧树脂；
[0038] 采用亲水改性的环氧树脂制备亲水改性的人造岩芯。
[0039]具体实施例二
[0040] 本发明实施例提供了一种人造岩芯的制备方法和一种人造岩芯，该制备方法如图 1和图2所示，包括：
[0041] S101，将环氧树脂和作为改性剂的聚乙二醇装入带有搅拌桨、冷凝管、滴液漏斗的 四口烧瓶中，加入丙二醇甲醚作为溶剂，在60°C条件下搅拌溶解0.5小时；
[0042] S102,加入过硫酸铵的丙二醇甲醚溶液，升温到80°C，保温反应6小时，减压蒸馏后 得到亲水改性的环氧树脂;其中过硫酸铵作为催化剂；
[0043] S103,按预定质量比称取亲水改性的环氧树脂、普通环氧树脂、固化剂酚醛胺和石 英砂，混合搅拌均匀后放置于岩芯模具中加压，在45°C条件下固化12小时，得到亲水改性的 人造岩芯；
[0044] S104,对人造岩芯做端面磨平处理；
[0045] S101中，环氧树脂与聚乙二醇的摩尔比为2:1~4:1，作为溶剂的丙二醇甲醚与环 氧树脂的质量比为1:1~1:2;S102中，过硫酸铵与环氧树脂的摩尔比为3%~8%;S103中， 亲水改性的环氧树脂、普通环氧树脂和固化剂酚醛胺的质量比为0.4: