【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳封存、地质开采，具体涉及一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩及其制备方法。
技术介绍
1、工业革命以来，温室气体的大量排放导致全球气温变暖。co2是主要的温室气体，约占温室气体的82％。co2地质封存是控制co2排放，缓解全球变暖问题的行之有效的方法。co2地质封存是将捕获后的co2注入至深部地层中实现。co2地质封存场地主要包括咸水层，枯竭油气藏，未开采煤层，玄武岩和火山岩层等。
2、目前，碳封存地域存在较为广泛的碳酸盐胶结砂岩，如方解石、铁方解石、铁白云石等。在深部地层中，碳酸盐胶结盐在高温高压及地层水共同作用下易形成溶蚀孔洞，且碳酸盐胶结强度较弱，结构疏松，现场取样成本高，难以获得大量成型代表性岩样。因此，为了开展碳酸盐胶结砂岩储层中co2地质封存研究工作，亟需提出一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩及其制备方法，以解决现有用于碳封存地域的深部地层含溶蚀孔洞碳酸盐胶结岩样难以取样用于碳封存研究的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，包括以下步骤：
4、先将石英砂和吸水后树脂一同装填得到试样，将脲酶溶液和胶结溶液混合均匀得到混合溶液，然后将混合溶液加入试样中静置，接着排出混合溶液，重复加入混合溶液静置和排出直至试样碳酸盐胶结物含量达到目标值，最后脱模、
5、进一步地，石英砂装填前于100-110℃干燥20-30h。
6、进一步地，石英砂在干燥前进行筛分并采用超纯水清洗。
7、进一步地，树脂为聚丙烯酸钠交联共聚物，吸水至体积膨胀80-120倍。
8、采用上述进一步技术方案的有益效果为：本专利技术通过采用吸水树脂制备预制溶蚀孔洞模型模拟溶蚀孔洞，并通过干燥的方式实现快速脱水，体积激素缩小，形成溶蚀孔洞，相较于钻孔取样，能够较大的节约制样费用。
9、进一步地，装填时分4～5次装填，层与层之间刮毛处理。
10、进一步地，脲酶溶液的活性为5～25ku。
11、进一步地，胶结溶液为氯化钙、尿素和脱脂奶粉的混合溶液；
12、其中，氯化钙的浓度为0.5～2mol/l，尿素溶液浓度为0.5～2mol/l，脱脂奶粉浓度为2～6g/l。
13、进一步地，氯化钙和尿素的浓度比为1:1。
14、进一步地，脲酶溶液和胶结溶液的体积比为1:1～1:4。
15、进一步地，混合溶液的加入量为试样孔隙体积的1～2倍，加入时间小于0.5h。
16、进一步地，静置时间为5～7h。
17、进一步地，干燥温度为50～70℃，时间为40～60h。
18、一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩，采用上述制备方法制得。
19、进一步地，上述用于制备含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的装置，包括混合溶液容器、模型箱、第一渗出液回收皿和第二渗出液回收皿；
20、其中，模型箱通过第三管道与第一渗出液回收皿连接，管道设置第二阀门，混合溶液容器通过第一管道与第三管道连接，连接处位于第二阀门和第三管道与模型箱的接口之间，第一管道上设置第一阀门和第一蠕动泵；
21、模型箱通过第四管道与第二渗出液回收皿连接，管道设置第四阀门，混合溶液容器通过第二管道与第四管道连接，连接处位于第四阀门和第四管道与模型箱的接口之间，第二管道上设置第三阀门和第二蠕动泵。
22、进一步地，采用上述用于制备含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的装置进行含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，包括以下步骤：
23、先将脲酶溶液和胶结溶液组成的混合溶液装入混合溶液容器，将石英砂和吸水后树脂装样入模型箱中；再打开第一蠕动泵和第一阀门将混合溶液泵入模型箱中砂样，泵送结束后关闭第一蠕动泵和第一阀门，静置；接着打开第一蠕动泵和第四阀门，将反应后混合溶液排放至第二渗出液回收皿中；然后通过第二蠕动泵、第三阀门和第二阀门进行第二次溶液泵入、静置和排出，最后通过左右交替注入的方式直至试样碳酸盐胶结物含量达到目标值，脱模，干燥，制得。
24、采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过采用左右两侧交替注入混合溶液的方式，可以有效防止碳酸盐胶结物在注入口堆积，从而有效提高制得含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩中碳酸盐胶结物的均匀性。
25、本专利技术具有以下有益效果：
26、本专利技术采用酶诱导碳酸钙沉淀模拟碳酸盐胶结物，采用吸水树脂制成的预制溶蚀孔洞模型模拟溶蚀孔洞，相较于钻孔取样，能够较大的节约制样费用，能够在较短时间内获取大量物理力学参数相似的含溶蚀孔洞的碳酸盐胶结砂岩成型试样，制得含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的孔隙率、渗透率、胶结物含量、溶蚀孔洞数量及大小等物理力学参数能够有效控制，可应用性强。
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1.一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述石英砂装填前于100-110℃干燥20-30h。
3.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述树脂为聚丙烯酸钠交联共聚物，吸水至体积膨胀80-120倍。
4.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述脲酶溶液的活性为5～25kU。
5.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述胶结溶液为氯化钙、尿素和脱脂奶粉的混合溶液；
6.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述脲酶溶液和所述胶结溶液的体积比为1:1～1:4。
7.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的加入量为试样孔隙体积的1～2倍，加入时间小于0.5h。
8.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂
9.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为50～70℃，时间为40～60h。
10.一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述石英砂装填前于100-110℃干燥20-30h。
3.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述树脂为聚丙烯酸钠交联共聚物，吸水至体积膨胀80-120倍。
4.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述脲酶溶液的活性为5～25ku。
5.根据权利要求1所述的含溶蚀孔洞碳酸盐胶结人工砂岩的制备方法，其特征在于，所述胶结溶液为氯化钙、尿素和脱脂奶粉的混合溶液；
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨昕，刘汉龙，杨阳，孙雅娟，段清中，董云飞，
申请(专利权)人：重庆大学溧阳智慧城市研究院，
类型：发明
国别省市：
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