本發明涉及白云石加工領域,具體涉及一種白云石礦化方法。
背景技術:
白云石是一種三方晶系的camg(co3)2,是最常見的碳酸鹽礦物之一,也是最難以模擬合成的礦物之一。古生代的海相地層曾大量發育白云石,據研究認為,其的形成可能與硫酸鹽還原菌等的緩慢作用有關,但現代實驗室中卻難以在低溫海水條件下合成白云石,被稱為“白云石難題”。
白云石地層是世界范圍內石油的主要儲集層之一,具有多孔介質的普遍特征。白云石儲集層的研究不但面臨白云石人工合成的困難,更難以做到白云石多孔介質的人工模擬。目前學界常用一些材料替代白云石儲層,比如多孔的砂巖、多孔的3d打印模型等,但是由于材料的化學成分不同,表面性質與白云石差異很大,雖然能夠在多孔介質的性質上與白云石儲層相似,在潤濕性、吸附性、極性等表界面性質上卻相去甚遠,制約了該領域研究的發展。
目前尚無方法能夠對含有孔隙、裂縫、空洞等內部空間的多孔介質的內表面進行均勻的白云石礦化,因此有必要提供一種礦化處理方法,實現多孔介質材料內表面白云石礦化。
技術實現要素:
為解決上述問題,本發明的目的在于提供一種白云石礦化方法,具體的技術方案為:
一種白云石礦化方法,所述方法包括如下步驟:
(1)將多孔介質材料完全浸于白云石礦化液體,抽真空使體系中保持真空狀態;
(2)抽真空后在該壓力下保持2-5小時,然后恢復常壓并保持10-20小時,使上述內部空間充滿完全飽和caco3礦化液體。
(3)將容器內的溫度或壓力分別從室溫、常壓升高至600-1200℃,5-10mpa,并保持20-48小時以完成多孔介質材料內表面白云石礦化,然后再恢復到常溫常壓。
進一步的,所述的白云石礦化液體為可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽與碳酸根緩釋劑的水溶液,上述可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽和緩釋劑的體積濃度為0.1g/l到20g/l之間;所述的白云石礦化液體中可溶性鈣鹽的鈣離子與可溶性鎂鹽的鎂離子的摩爾比例在1:2-5之間,碳酸根緩釋劑的碳酸根離子與可溶性鈣鹽的鈣離子的摩爾比例在1-3:1之間。
進一步的,所述可溶性鈣鹽選自ca(hco3)2、cacl2、檸檬酸鈣、醋酸鈣和乳酸鈣中的一種或多種的混合。
進一步的,所述多孔介質材料的孔隙直徑在1-1000μm之間,孔隙體積占材料表觀總體積之比在5%到40%之間。
進一步的,所述多孔介質材料選自巖石、膨潤土、多孔硅膠、活性碳或3d打印多孔材料。有益效果:本發明提供了一種白云石礦化方法,本發明的方法具有如下優點:通過本發明的方法,可以在多孔介質的內表面這類難以觸及的位置實現白云石礦化,較現有方法在應用范圍上具有創新性。通過本發明的方法,可以使白云石礦化形成一層較薄的白云石膜,較己有的共沉淀或離子交換方法合成高鎂方解石,在反應機理上具有創新性。通過本發明的方法,可以實現對石油天然氣領域白云石儲層巖心的模擬,較現有方法在應用領域上具有創新性。
具體實施方式
下面結合具體實施例來進一步描述本發明,以下實施例僅是本發明的最佳實施例,并不對本發明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是,在不偏離本發明的精神和范圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換,但這些修改和替換均落入本發明的保護范圍內。
實施例1
一種白云石礦化方法,所述方法包括如下步驟:
(1)將多孔介質材料完全浸于白云石礦化液體,抽真空使體系中保持真空狀態;
(2)抽真空后在該壓力下保持4小時,然后恢復常壓并保持15小時,使上述內部空間充滿完全飽和caco3礦化液體。
(3)將容器內的溫度或壓力分別從室溫、常壓升高至800℃,6mpa,并保持36小時以完成多孔介質材料內表面白云石礦化,然后再恢復到常溫常壓。
進一步的,所述的白云石礦化液體為可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽與碳酸根緩釋劑的水溶液,上述可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽和緩釋劑的體積濃度為10g/l;所述的白云石礦化液體中可溶性鈣鹽的鈣離子與可溶性鎂鹽的鎂離子的摩爾比例在1:4之間,碳酸根緩釋劑的碳酸根離子與可溶性鈣鹽的鈣離子的摩爾比例在2:1之間。
進一步的,所述可溶性鈣鹽選自ca(hco3)2、cacl2、檸檬酸鈣、醋酸鈣和乳酸鈣中。
進一步的,所述多孔介質材料的孔隙直徑為500μm,孔隙體積占材料表觀總體積之比為20%。進一步的,所述多孔介質材料選自巖石、膨潤土。
實施例2
一種白云石礦化方法,所述方法包括如下步驟:
(1)將多孔介質材料完全浸于白云石礦化液體,抽真空使體系中保持真空狀態;
(2)抽真空后在該壓力下保持2小時,然后恢復常壓并保持10小時,使上述內部空間充滿完全飽和caco3礦化液體。
(3)將容器內的溫度或壓力分別從室溫、常壓升高至600℃,5mpa,并保持20小時以完成多孔介質材料內表面白云石礦化,然后再恢復到常溫常壓。
進一步的,所述的白云石礦化液體為可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽與碳酸根緩釋劑的水溶液,上述可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽和緩釋劑的體積濃度為0.1g/l;所述的白云石礦化液體中可溶性鈣鹽的鈣離子與可溶性鎂鹽的鎂離子的摩爾比例在1:2,碳酸根緩釋劑的碳酸根離子與可溶性鈣鹽的鈣離子的摩爾比例在1:1。
進一步的,所述可溶性鈣鹽選自ca(hco3)2、cacl2、檸檬酸鈣。
進一步的,所述多孔介質材料的孔隙直徑在1μm,孔隙體積占材料表觀總體積之比在5%。進一步的,所述多孔介質材料選自巖石、膨潤土、多孔硅膠、活性碳。
實施例3
一種白云石礦化方法,所述方法包括如下步驟:
(1)將多孔介質材料完全浸于白云石礦化液體,抽真空使體系中保持真空狀態;
(2)抽真空后在該壓力下保持5小時,然后恢復常壓并保持20小時,使上述內部空間充滿完全飽和caco3礦化液體。
(3)將容器內的溫度或壓力分別從室溫、常壓升高至1200℃,10mpa,并保持48小時以完成多孔介質材料內表面白云石礦化,然后再恢復到常溫常壓。
進一步的,所述的白云石礦化液體為可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽與碳酸根緩釋劑的水溶液,上述可溶性鈣鹽、可溶性鎂鹽和緩釋劑的體積濃度為20g/l;所述的白云石礦化液體中可溶性鈣鹽的鈣離子與可溶性鎂鹽的鎂離子的摩爾比例在2-5,碳酸根緩釋劑的碳酸根離子與可溶性鈣鹽的鈣離子的摩爾比例在3:1。
進一步的,所述可溶性鈣鹽選自ca(hco3)2、cacl2、檸檬酸鈣、醋酸鈣。
進一步的,所述多孔介質材料的孔隙直徑在1000μm,孔隙體積占材料表觀總體積之比在40%。進一步的,所述多孔介質材料選自巖石、膨潤土、多孔硅膠。