CN103983489A - 一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，首先将碳酸钙粉末、环氧树脂和EP固化剂按比例混合，然后压制并固化成方形的岩板；再用自动切片机沿不同方向切割岩板，形成不同形态的裂缝；最后用岩心钻取机在带裂缝的岩板上钻取不同裂缝角度的岩心。由此制取的岩心基质孔隙度、渗透率基本相同，但裂缝条数、方向不同，能够满足裂缝性岩心开发模拟实验的需要。

Description

一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法

技术领域

本发明涉及油气田开发中的人造岩心制作技术领域，具体是一种用于油藏开发模拟实验而研制的一种裂缝性碳酸盐岩心制备技术。

背景技术

裂缝性油藏在世界上占有相当的比重。对于该类油藏而言，一般基质孔隙度、渗透率很小，裂缝成为重要的渗流和储集空间。但是，由于油藏中裂缝分布复杂，其流动机理十分复杂，开发效果也不理想，甚至导致部分储量至今未开发或开发效果很差，因此对该类油藏的研究具有重要意义。然而，天然裂缝性岩心由于易碎而不易钻取，人工造缝技术又不够成熟，因此裂缝性油藏的物理实验受到了很大的制约。目前裂缝性油藏物理模型主要有以下几种：

1969年，Thompson和Mungan用薄刀片或锯条切割完整的垂直岩心，使岩心内部形成一条裂缝；1994年，Firoozabadi、Abbas等将两块或多块平板岩心重叠放置或者垂直相连放置，组合起来形成驱替所用的多孔介质，其中平板作为基质系统，平板与平板之间的空隙作为裂缝系统；2001年，徐刚等阐述了一种获得符合裂缝性油藏地下特征岩块的人工造缝技术，利用拉伸和单、三轴压缩试验，控制裂缝的形成；2007年，H.H.Abass等引用一个巴西人的实验来模拟张性天然裂缝，通过把岩心置于强张力状态下来使整个岩心起缝；2009年，张麒麟等采用了压缝法和劈缝法来制备裂缝性岩心；2009年，王建等在压制岩心的过程中加入锌片，然后高温使锌片气化得到裂缝；2012年，朱华银等通过固定块将岩心固定加压进行造缝。

从以上内容可知，无论哪种造缝技术都各有不足之处。采用力学破坏造缝方法，成功率低，形成的缝也比较随机，无法用确切的参数对其进行描述；切割造缝虽然没有这种缺陷，但是切割部分的岩心会缺失，无法保持原来的形状，所以需要对岩心进行填充，但是所用的填充物无法与基质岩心完全相同；多平板组合造缝只能制备平板状的物理模型，而不能形成圆柱状的岩心，形成的裂缝形状也比较单一，基质渗透率也无法按照要求来控制：加垫片造缝一次只能制备一块岩心，无法保证每块岩心的基质孔隙度、渗透率相同，且高温条件下碳酸盐会发生分解。而且，目前的人造胶结岩心多以石英砂为原料，碳酸盐岩人造岩心还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，包括岩板压制、岩板切割造缝和岩心钻取等步骤，具体步骤如下：

第一步，岩板压制。(1)称取一定比例的碳酸钙粉末、EP固化剂和环氧树脂，倒入容器中不断搅拌至均匀混合，搅拌过程中可加入一定量的无水乙醇，以保证充分混合均匀；(2)将混合均匀的材料用筛网筛选，除去材料中未混合好的大颗粒；(3)在岩板压制机的方形夹持器表面涂抹一层凡士林，将混合材料倒入方形夹持器内，加上压盖；(4)将方形夹持器放到自动加压机上，控制好加载压力和加压时间；(5)压制完成后，将方形夹持器放入恒温箱中，设定恒温箱温度和恒温时间，使岩板充分固化；(6)固化完成后，从方形夹持器中取出，冷却至室温待用。

第二步，岩板切割造缝。先用自动切片机将岩板切成相等的若干小岩板，再用自动切片机分别沿小岩板的不同方向进行均匀切割，制成不同裂缝形态的岩板；

第三步，岩心钻取。将切割好的小岩板固定在立式取心机上，按照裂缝要求调整裂缝位置与取心钻头位置，对小岩板进行取心，即可制得裂缝性岩心。

作为本发明进一步的方案：由于岩心取自同一块岩板，可以保证不同裂缝岩心的基质孔隙度、渗透率基本相同。

作为本发明进一步的方案：通过控制固化剂用量、加载压力和加压时间可以制做不同基质渗透率和孔隙度的岩心。

作为本发明再进一步的方案：在两个相同的均匀半岩心之间放入不同厚度的垫片，可以制备不同裂缝宽度的岩心。

与现有技术相比，本发明的主要特点是：对碳酸盐粉末实现有效的胶结，可以成功制做碳酸盐岩心；可通过岩板裂缝的走向来控制岩心裂缝的角度，而且未造成岩心的缺失；每一块裂缝性岩心均取自同一块岩板，保证了每块裂缝性岩心的基质孔隙度、渗透率相同，为对比实验创造了条件。

附图说明

图1为对1号小岩板切割以制备垂直缝岩心钻取示意图。

图2为对2号小岩板切割以制备倾斜缝岩心钻取示意图。

图3为对3号小岩板切割以制备水平缝岩心钻取示意图。

图4为4号小岩板不作切割的岩心钻取示意图。

图5为将岩板切割平均分成4份示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～5，本发明实例中，一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，包括岩板压制、岩板切割造缝和岩心钻取，具体步骤如下：

第一步，岩板压制。(1)称取一定比例的碳酸钙粉末、EP固化剂和环氧树脂，倒入容器中不断搅拌至均匀混合，搅拌过程中加入部分无水乙醇，以保证混合均匀；(2)将混合均匀的材料用筛网筛选，除去材料中未混合好的大颗粒；(3)在岩板压制机的方形夹持器表面涂抹一层凡士林，将混合材料倒入方形夹持器内，加上压盖；(4)将方形夹持器放到自动加压机上加压，控制加载压力和加压时间；(5)压制完成后，将方形夹持器放入恒温箱中，设定恒温箱温度和恒温时间，使岩板充分固化；(6)固化完成后，从方形容器中取出，形成具有一定强度的岩板。

第二步，岩板切割造缝。用自动切片机将岩板平均切成4份小岩板，分别编号为1、2、3、4。1号小岩板沿水平方向平均切成两半，2号小岩板沿倾斜方向平均切成两半，3号小岩板沿竖直方向平均切成两半，4号小岩板不作切割。

第三步，岩心钻取。将1号小岩板、2号小岩板、3号小岩板、4号小岩板分别固定在立式取心机上，按照裂缝要求调整裂缝位置与取心钻头的位置，对岩板进行取心，从而制得裂缝性岩心；在两个相同的均匀半岩心之间可以放入不同厚度的垫片，以制备不同裂缝宽度的岩心。

对制备的裂缝性岩心进行孔渗测试，其测试结果如表1。

表1  不同裂缝性岩心的孔渗测试结果

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，其特征在于，包括岩板压制、岩板切割造缝和岩心钻取等步骤，具体步骤如下：

第一步，岩板压制。(1)称取一定比例的碳酸钙粉末、EP固化剂和环氧树脂，倒入容器中不断搅拌至均匀混合，搅拌过程中可加入一定量的无水乙醇，以保证充分混合均匀；(2)将混合均匀的材料用筛网筛选，除去材料中未混合好的大颗粒；(3)在岩板压制机的方形夹持器表面涂抹一层凡士林，将混合材料倒入方形夹持器内，加上压盖；(4)将方形夹持器放到自动加压机上，控制好加载压力和加压时间；(5)压制完成后，将方形夹持器放入恒温箱中，设定恒温箱温度和恒温时间，使岩板充分固化；(6)固化完成后，从方形夹持器中取出，冷却至室温待用。

第二步，岩板切割造缝。先用自动切片机将岩板切成相等的若干小岩板，再用自动切片机分别沿小岩板的不同方向进行均匀切割，制成不同裂缝形态的岩板；

第三步，岩心钻取。将切割好的小岩板固定在立式取心机上，按照裂缝要求调整裂缝位置与取心钻头位置，对小岩板进行取心，即可制得裂缝性岩心。

2.一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，其特征在于，岩心均取自同一块岩板，可以保证不同裂缝形态岩心的基质孔隙度、渗透率基本相同。

3.一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，其特征在于，通过控制固化剂用量、加载压力和加压时间，可以制做不同基质渗透率和孔隙度的岩心。

4.一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法，其特征在于，在两个相同的均匀半岩心之间可以放入不同厚度的垫片，制备成不同裂缝宽度的岩心。