一种含甲烷水合物的岩心样品混合搅拌装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于石油天然气技术领域，涉及一种含甲烷水合物的岩心样品混合搅 拌装置。
【背景技术】
[0002] 受岩心来源限制，天然气水合物关键物性参数（主要包括力学、声学、电学、热物 理及渗透率等）研究进展缓慢。人造含水合物沉积物岩心是天然气水合物模拟实验研究的 重要手段之一。开展含水合物沉积物物性参数测定技术研究，样品制备尤为关键。目前， 实验室中制备样品的方法主要有二种：原位生成法和混合压制法。不同的制备方法将会导 致所制作的含水合物沉积物物理模型不同，进而导致测量所得的有关物性参数存在较大差 异。自然界水合物的形成与实验室合成在时间尺度上存在巨大的差异，因此，实验室制备的 含水合物沉积物的结构性、胶结性等微观方面与自然界的水合物沉积物有较大的差别。因 此，非常有必要建立一种含水合物岩心样品的制备技术方法，以获取更为接近自然状态下 的含水合物沉积物样品，以替代真实的含天然气水合物岩心样品开展相关实验，这对含天 然气水合物岩心样品关键物性参数的准确测定以及相关应用技术方法的建立具有重要意 义。
[0003] 混合压制法是目前国内外应用比较普遍的一种人工岩心压制技术，该方法将天然 气水合物粉末与特定规格石英砂在一定温度压力条件下混合压缩成型。
[0004] 大连理工大学采用混合压实法制备含水合物岩心样品。该方法中先将高岭石粘土 烤干，然后放到冰箱里冷却。此外，用刨冰机制得冰粉并将其填充到反应器中，同时，也将高 压甲烷气体充入反应器中，然后将反应器放入冰箱中来生成甲烷水合物。在反应结束后将 不饱和的甲烷水合物从反应器中取出，根据实验要求将干燥的高岭石粘土与不饱和甲烷水 合物按一定比例混合，然后将混合物放入模子中加高压（IOMPa)压缩来制得样品。最后，将 沉积物样品从模子中取出，包在一个橡胶膜中并及时放入压力室中。整个样品制备过程都 是在低温室（-KTC )中进行的。
[0005] 上述技术涉及一种含水合物岩心样品的混合压实制样技术，与本申请技术方法接 近。该方法虽然实现了在含水合物岩心样品的压制成型，但无法准确控制水合物饱和度、分 布状态（弥散状、核状及层（脉）状等）等特定水合物储层的关键特征，即无法确保所压制 岩心的基本特征与目标储层的一致性。产生上述问题的原因是上述背景方法未综合考虑模 拟实验中目标储层的有关特性。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种含甲烷水合物的岩心样品混合搅拌装置，解决了 现有的水合物岩心样品的压制成型过程中，无法确保所压制岩心的基本特征与目标储层的 一致性的问题。
[0007] 本实用新型所采用的技术方案是包括搅拌装置电机，搅拌装置电机连接减速机 构，减速机构分别连接电器控制器和传动机构，传动机构连接搅拌轴，搅拌轴安装在物料箱 内，搅拌轴上安装有搅拌桨，物料箱内填充有沉积物与水合物混合物料，物料箱由搅拌装置 冷却夹套包裹。
[0008] 进一步，所述物料箱直径350mm，长600mm，高1300mm。
[0009] 进一步，所述搅拌装置冷却夹套固定在物料箱外壳上，确保在样品低温状态下搅 拌，搅拌装置冷却夹套采用对开式，方便装卸。
[0010] 本实用新型的有益效果是能够很好地保证所压制含甲烷水合物的岩心样品的基 本特征与目标储层一致。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型含甲烷水合物的岩心样品压制方法示意图；
[0012] 图2是岩心压制装置示意图；
[0013] 图3是混合搅拌装置示意图。
[0014] 其中，1液压装置控制器，2压制装置电机，3油栗，4油马达，5液压油罐，6压柱，7 振动装置控制器，8模具，9液氮入口，10氮气出口，11振动器，12压紧机构，13岩心样品，14 压制装置冷却夹套，15衬套，21搅拌装置电机，22减速机构，23电器控制器，24传动机构，25 搅拌轴，26搅拌桨，27搅拌装置冷却夹套，28物料箱，29沉积物与水合物混合物料。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0016] 图1为本工艺流程的示意图，本实用新型实施例工艺流程的步骤如下：
[0017] (1)确定压制岩心的基本特征：
[0018] 南海神狐海域含水合物沉积物岩心SH2B为目标水合物储层样品，以其基本特征 确定本实施案例的实际物理模型特征。由于目标储层的矿物组成十分复杂，实施例中对其 进行了简化：该区域水合物饱和度为20%~49%，取平均值为34. 5%;平均孔隙度为32%; 水合物在沉积物中呈弥散状分布；岩心沉积物组成以碎肩矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物为 主，总体含量分别为63%、20%和17% ;碎肩矿物主要为石英，粘土矿物主要为伊利石和绿 泥石，碳酸盐矿物主要为方解石；水合物主要气体组成为甲烷气体。
[0019] (2)沉积物复配及预处理：
[0020] ①按重量份分别称取细粒石英砂6. 3份、粘土矿物（伊利石）2. 0份和方解石L 7 份；
[0021] ②将步骤①称取的沉积物用实验室去离子水冲洗2~3次，冲洗干净后转移至样 品盘中；
[0022] ③将盛由沉积物样品的样品盘置于烘箱中烘干备用；
[0023] ④将烘干后的沉积物样品置于混合搅拌装置（图3所示）的物料箱28中；
[0024] ⑤通过电器控制器23设置搅拌速率，开启搅拌装置电机21，直至沉积物样品混合 均匀。
[0025] (3)水合物与沉积物低温搅拌混合：
[0026] ①将混合搅拌装置（图3)置于-30°C低温室内；
[0027] ②将混合搅拌装置（图3)中搅拌系统冷却夹套27中注入液氮降低物料箱28 (图 3)及其中沉积物的温度以防止水合物分解；
[0028] ③依照岩心样品体积、孔隙度和水合物饱和度计算所需水合物重量为6. 4g，采用 桌面称迅速称取实验室合成的纯甲烷气体水合物样品；
[0029] ④待物料箱28 (图3)充分冷却后将称取的纯甲烷气体水合物样品置于物料箱中 与复配的沉积物混合；
[0030] ⑤通过电器控制器23(图3)设置搅拌器转速lOOr/min和搅拌时间15min，开启搅 拌装置电机21 (图3)，开始搅拌直至水合物与沉积物混合均匀；
[0031] ⑥将混合均匀的含水合物沉积物样品从物料箱