CN106338421A - 平面径向流岩心制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了平面径向流岩心制备装置及方法。平面径向流岩心制备装置包括：圆饼形岩心压制模具和圆饼形岩心浇铸模具；圆饼形岩心压制模具包括：圆形底板、圆形壁和圆形压板，圆形底板与圆形壁嵌套连接，圆形压板和圆形壁嵌套连接；圆饼形岩心浇铸模具包括：模具圆形件和模具底板，模具圆形件与模具底板嵌套连接。本发明的平面径向流岩心制备装置及方法，根据实际矿场日推进速度，制备圆饼形岩心，运用该圆饼形岩心结合相关实验方法可以有效地进行矿场与室内实验的有效转换，为室内实验更强的指导性提供支持。

Description

平面径向流岩心制备装置及方法

技术领域

本发明涉及油田开发室内实验领域，尤其涉及平面径向流岩心制备装置及方法。

背景技术

目前，大部分老油田都已进入高含水期或者特高含水期，水驱之后的驱替方式如何确定是每个油田都需考虑的问题。室内实验将矿场实际情况进行简化模拟，由实验所得的优选方案为现场驱替方式的确定提供了重要的指导意义。

矿场采用的注采井网，其注采井间均为平面径向流。然而，从简化模拟的角度，室内实验经常是模拟单独注采井间的线性流。平面径向流与室内实验线性流动在模型制备方面怎样模拟，目前还没有成熟的手段。

现有技术中，用于实验教学的低成本砂岩人造岩心的制备方法，制作人造岩心具体方法是：选取不同粒径的岩心骨架颗粒；将骨架颗粒与胶结剂混合，加入蒸馏水搅拌均匀；将混合物装入模具中并将模具置于人造岩心制备器上施加压力，待人造岩心胶结完全后，取出并放入高温干燥箱内干燥定型，待自然冷却至常温后切割至标准试样，即为制作的人造岩心。这种方法通过在改变胶结剂用量和砂粒粒径的条件下制作不同孔隙度、渗透率和胶结程度的岩心。制作出来的岩心在外观形状、孔隙结构和胶结程度等方面都与天然岩心接近，可用于岩心流动实验。并且通过此方法所制备的岩心制作方法简单、安全、易于操作、材料来源广泛，可大范围适用于普通教学实验中。最后所得岩心样品为圆柱形，置于岩心夹持器后可模拟两井之间的线性流动，但是其长度有限，没有考虑矿场注入井下流体的日推进速度，实验结果和实际误差较大，对矿场确定方案的指导意义有限。

另一种岩心制作方法是：将成岩原料及具有纳米孔隙的填充物装入成岩模具内制备具有纳米孔隙的人造岩心生坯；将具有纳米孔隙的所述人造岩心生坯放入成岩环境中进行成岩得到具有纳米孔隙的初级人造岩心；将具有纳米孔隙的所述初级人造岩心脱模加工获得具有纳米孔隙的人造岩心。通过本岩心制作方式制得的人造岩心具有纳米级别的孔隙。所制岩心虽然模拟了纳米级孔隙度，但是没有模拟矿场实际注采井间的平面径向流动，未考虑流体在储层中的实际流动方式，对矿场实际情况的模拟还具有一定偏差。

因此，现有技术中的缺陷是，现有岩心制备技术对矿场流体的平面径向流动和日推进速度缺乏考虑，没有考虑到矿场平面径向流和室内实验线性流的相互转化，使得室内模拟实验所得结果和矿场存在误差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供平面径向流岩心制备装置及方法，根据实际矿场日推进速度，制备圆饼形岩心，运用该圆饼形岩心结合相关实验方法可以有效地进行矿场与室内实验的有效转换，为室内实验更强的指导性提供支持。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

本发明提供平面径向流岩心制备装置，包括：

圆饼形岩心压制模具和圆饼形岩心浇铸模具；

所述圆饼形岩心压制模具包括：圆形底板、圆形壁和圆形压板，所述圆形底板与所述圆形壁嵌套连接，所述圆形压板和所述圆形壁嵌套连接；

所述圆饼形岩心浇铸模具包括：模具圆形件和模具底板，所述模具圆形件与所述模具底板嵌套连接。

本发明的技术方案为：圆形底板与圆形壁嵌套连接，圆形压板和圆形壁嵌套连接，组成圆饼形岩心压制模具；模具圆形件与模具底板嵌套连接，组成圆饼形岩心浇铸模具；通过圆饼形岩心压制模具和圆饼形岩心浇铸模具进行圆饼形岩心的制作。

进一步地，所述模具圆形件的半径为30cm、60cm和100cm。

进一步地，所述圆形底板和所述圆形壁的材质为钢铁。

进一步地，所述圆形压板的材质为胶合板。

进一步地，所述模具底板设有三个圆形凹槽，所述模具圆形件与所述模具底板通过所述圆形凹槽嵌套连接，所述圆形凹槽的半径分别为30cm、60cm和100cm。

通过平面径向流岩心制备装置的制备方法包括：

步骤S1，根据矿场实际储层数据得到储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数；

步骤S2，根据矿场实际地层，准备圆饼形岩心的制作材料，所述制作材料包括石英砂、粘土矿物质粉末和环氧树脂；

步骤S3，根据所述储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数，确定所述石英砂的目数、种类和用量，确定所述粘土矿物粉末和所述环氧树脂的用量；

步骤S4，将所述制备材料混合均匀，倒入环氧树脂胶黏剂，继续搅拌混合，直至混合均匀，获得混合均匀的制备材料；

步骤S5，通过所述圆饼形岩心压制模具将所述混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心，所述圆饼形光板岩心半径为矿场非牛顿流体日推进距离；

步骤S6，按照现场注采井的要求，在所述圆饼形光板岩心上布井，得到圆饼形裸露岩心；

步骤S7，对所述圆饼形裸露岩心进行刮胶处理后，在所述圆饼形裸露岩心背部粘黏环氧树脂垫片，得到刮完胶的圆饼形光板岩心；

步骤S8，根据所述圆饼形光板岩心的尺寸选择圆饼形岩心浇铸模具，向所述圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂，并将所述刮完胶的圆饼形光板岩心放置于所述圆饼形岩心浇铸模具中，所述圆饼形光板岩心与所述环氧树脂接触；

步骤S9，在所述环氧树脂凝固后，向所述圆饼形岩心浇铸模具接着倒入环氧树脂，直到所述环氧树脂的高度与所述圆饼形光板岩心的注入井所在高度一致；

步骤S10，在所述环氧树脂凝固后，得到浇铸成形的圆饼形岩心。

本发明平面径向流岩心制备方法的技术方案为：根据矿场实际储层数据得到储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数；根据矿场实际地层，准备圆饼形岩心的制作材料，所述制作材料包括石英砂、粘土矿物质粉末和环氧树脂；

根据所述储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数，确定所述石英砂的目数、种类和用量，确定所述粘土矿物粉末和所述环氧树脂的用量；将所述制备材料混合均匀，倒入环氧树脂胶黏剂，继续搅拌混合，直至混合均匀，获得混合均匀的制备材料；

通过所述圆饼形岩心压制模具将所述混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心，所述圆饼形光板岩心半径为矿场非牛顿流体日推进距离；按照现场注采井的要求，在所述圆饼形光板岩心上布井，得到圆饼形裸露岩心；对所述圆饼形裸露岩心进行刮胶处理后，在所述圆饼形裸露岩心背部粘黏环氧树脂垫片，得到刮完胶的圆饼形光板岩心；

根据所述圆饼形光板岩心的尺寸选择圆饼形岩心浇铸模具，向所述圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂，并将所述刮完胶的圆饼形光板岩心放置于所述圆饼形岩心浇铸模具中，所述圆饼形光板岩心与所述环氧树脂接触；

在所述环氧树脂凝固后，向所述圆饼形岩心浇铸模具接着倒入环氧树脂，直到所述环氧树脂的高度与所述圆饼形光板岩心的注入井所在高度一致；在所述环氧树脂凝固后，得到浇铸成形的圆饼形岩心。

本发明平面径向流岩心制备方法，根据实际矿场日推进速度，制备圆饼形岩心，运用该圆饼形岩心结合相关实验装置，可进行模拟平面径向流实验，通过将平面径向流实验与线性流做对比试验，可使矿场实际流动在室内实验中得到有效模拟，并获得比较准确的实验结果，为矿场后续驱替方案设计提供依据，弥补现有岩心制备技术以及矿场和实验室转换模拟技术的不足。

进一步地，所述步骤S5中，通过所述圆饼形岩心压制模具将所述混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心，具体包括：

在所述圆饼形岩心压制模具内壁涂覆脱模剂，将所述混合均匀的制备材料倒入所述圆饼形岩心压制模具，将所述制备材料刮平；

通过所述圆形压板对所述制备材料进行压制，并通过在所述圆形压板上使用压力试验机进行加压定型，形成岩心雏形；

将所述岩心雏形进行加热处理，得到圆饼形光板岩心。

进一步地，在所述圆饼形光板岩心上布井，布井方式为一注四采井网，所述一注四采井网由一个注入井和四个采出井组成，所述注入井布设在所述一注四采井网的圆心处。

进一步地，所述步骤S7，将所述圆饼形裸露岩心进行刮胶处理，具体为：

将所述圆饼形裸露岩心刮一层环氧树脂；

在环氧树脂干燥后再刮一层环氧树脂，并干燥。

进一步地，在向所述圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂之前，在所述圆饼形岩心浇铸模具内部缝隙中缠绕胶带。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出了本发明第一实施例所提供的圆饼形平面径向流岩心制备装置中圆饼形岩心压制模具组装示意图；

图2示出了本发明第一施例所提供的圆饼形平面径向流岩心制备装置中圆形底板凹槽示意图；

图3示出了本发明第一实施例所提供的圆饼形平面径向流岩心制备装置中圆饼形岩心浇铸模具的结构示意图；

图4示出了本发明第一实施例所提供的圆饼形平面径向流岩心制备装置中模具底板凹槽示意图；

图5示出了本发明第一实施例所提供的圆饼形平面径向流岩心制备装置中的圆饼形岩心浇铸主视图；

图6示出了本发明第一实施例所提供的圆饼形平面径向流岩心制备装置中的圆饼形岩心浇铸俯视图；

图7示出了本发明第一实施例所提供的制备完成的圆饼形浇铸岩心示意图；

图8示出了本发明第一实施例所提供的平面径向流岩心制备方法流程图；

图9示出了本发明第二实施例所提供的长方体岩心压制模具组装示意图；

图10出了本发明第二实施例所提供的长方体岩心压制模具侧板、底板示意图；

图11示出了本发明第二实施例所提供的长方体岩心浇铸模具示意图；

图12示出了本发明第二实施例所提供的长方体光板岩心浇铸图；

图13示出了本发明第二实施例所提供的制备完成的长方体浇铸岩心示意图；

图14示出了本发明第二实施例所提供的实验装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

参见图1至图7，根据本发明第一实施例的圆饼形平面径向流岩心制备装置，包括：

圆饼形岩心压制模具和圆饼形岩心浇铸模具；

圆饼形岩心压制模具包括：圆形底板1、圆形壁2和圆形压板3，圆形底板1与圆形壁2嵌套连接，圆形压板3和圆形壁2嵌套连接；

圆饼形岩心浇铸模具包括：模具圆形件6和模具底板7，模具圆形件6与模具底板7嵌套连接。

本发明的技术方案为：圆形底板1与圆形壁2嵌套连接，圆形压板3和圆形壁2嵌套连接，组成圆饼形岩心压制模具；模具圆形件6与模具底板7嵌套连接，组成圆饼形岩心浇铸模具；通过圆饼形岩心压制模具和圆饼形岩心浇铸模具进行圆饼形岩心的制作。

具体地，圆形底板1与圆形壁2可通过底板凹槽701嵌套连接，圆形压板3和圆形壁2也可通过底板凹槽701嵌套连接；模具圆形件6与模具底板7通过圆形凹槽8嵌套连接。

具体地，圆形压板3内嵌有索环5，用绳索穿过索环5将可将圆形压板3吊至适当位置，索环5的材质为钢铁。

具体地，圆形壁2的四周均布有四个环形把手，用于抬放。

具体地，模具圆形件6的半径为30cm、60cm和100cm。

具体地，圆形底板1和圆形壁2的材质为钢铁。

具体地，圆形压板3的材质为胶合板。胶合板的强度大，承压能力好。

具体地，圆饼形岩心浇铸模具材料为耐高温硬质塑料，其耐温范围为-20℃—100℃，具有良好的热固性，耐磨、韧性好、强度好。

具体地，模具底板7设有三个圆形凹槽8，模具圆形件6与模具底板7通过圆形凹槽8嵌套连接，圆形凹槽8的半径分别为30cm、60cm和100cm。

通过圆形凹槽8将模具底板和模具圆形件6嵌套连接，防止模具圆形件6变形，增强了模具的稳定性。当使用一个凹槽时，可将其它两个凹槽用对应的圆环将其填充。

通过平面径向流岩心制备装置进行平面径向流岩心制备方法包括：

步骤S1，根据矿场实际储层数据得到储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数；

步骤S2，根据矿场实际地层，准备圆饼形岩心的制作材料，制作材料包括石英砂、粘土矿物质粉末和环氧树脂9；

步骤S3，根据储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数，确定石英砂的目数、种类和用量，确定粘土矿物粉末和环氧树脂9的用量；

步骤S4，将制备材料混合均匀，倒入环氧树脂9胶黏剂，继续搅拌混合，直至混合均匀，获得混合均匀的制备材料；

步骤S5，通过圆饼形岩心压制模具将混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心11，圆饼形光板岩心11半径为矿场非牛顿流体日推进距离；

步骤S6，按照现场注采井的要求，在圆饼形光板岩心11上布井，得到圆饼形裸露岩心；

步骤S7，对圆饼形裸露岩心进行刮胶处理后，在圆饼形裸露岩心背部粘黏环氧树脂垫片10，得到刮完胶的圆饼形光板岩心11；

步骤S8，根据圆饼形光板岩心11的尺寸选择圆饼形岩心浇铸模具，向圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂9，并将刮完胶的圆饼形光板岩心11放置于圆饼形岩心浇铸模具中，圆饼形光板岩心11与环氧树脂9接触；

步骤S9，在环氧树脂9凝固后，向圆饼形岩心浇铸模具接着倒入环氧树脂9，直到环氧树脂9的高度与圆饼形光板岩心11的注入井所在高度一致；

步骤S10，在环氧树脂9凝固后，得到浇铸成形的圆饼形岩心。

本发明平面径向流岩心制备方法的技术方案为：根据矿场实际储层数据得到储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数；根据矿场实际地层，准备圆饼形岩心的制作材料，制作材料包括石英砂、粘土矿物质粉末和环氧树脂9；

根据储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数，确定石英砂的目数、种类和用量，确定粘土矿物粉末和环氧树脂9的用量；将制备材料混合均匀，倒入环氧树脂胶黏剂，继续搅拌混合，直至混合均匀，获得混合均匀的制备材料；

通过圆饼形岩心压制模具将混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心11，圆饼形光板岩心11半径为矿场非牛顿流体日推进距离；按照现场注采井的要求，在圆饼形光板岩心11上布井，得到圆饼形裸露岩心；对圆饼形裸露岩心进行刮胶处理后，在圆饼形裸露岩心背部粘黏环氧树脂垫片10，得到刮完胶的圆饼形光板岩心11；

根据圆饼形光板岩心11的尺寸选择圆饼形岩心浇铸模具，向圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂9，并将刮完胶的圆饼形光板岩心11放置于圆饼形岩心浇铸模具中，圆饼形光板岩心11与环氧树脂9接触；

在环氧树脂9凝固后，向圆饼形岩心浇铸模具接着倒入环氧树脂9，直到环氧树脂9的高度与圆饼形光板岩心11的注入井所在高度一致；在环氧树脂9凝固后，得到浇铸成形的圆饼形岩心。

本发明平面径向流岩心制备方法，根据实际矿场日推进速度，制备圆饼形岩心，运用该圆饼形岩心结合相关实验装置，可进行模拟平面径向流实验，通过将平面径向流实验与线性流做对比试验，可使矿场实际流动在室内实验中得到有效模拟，并获得比较准确的实验结果，为矿场后续驱替方案设计提供依据，弥补现有岩心制备技术以及矿场和实验室转换模拟技术的不足。

具体地，步骤S5中，通过圆饼形岩心压制模具将混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心11，具体包括：

在圆饼形岩心压制模具内壁涂覆脱模剂，将混合均匀的制备材料倒入圆饼形岩心压制模具，将制备材料刮平；

通过圆形压板3对制备材料进行压制，并通过在圆形压板3上使用压力试验机进行加压定型，形成岩心雏形；

将岩心雏形进行加热处理，得到圆饼形光板岩心11。

具体地，可通过恒温箱31进行加热。

具体地，在圆饼形光板岩心11上布井，布井方式为一注四采井网，一注四采井网由一个注入井1101和四个采出井1102组成，注入井1101布设在一注四采井网的圆心处。

具体地，步骤S7，将圆饼形裸露岩心进行刮胶处理，具体为：

将圆饼形裸露岩心刮一层环氧树脂9；

在环氧树脂9干燥后再刮一层环氧树脂9，并干燥。

具体地，在向圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂9之前，在圆饼形岩心浇铸模具内部缝隙中缠绕胶带。

实施例二

针对大庆油田某聚驱区块注采井间每天推进1m，根据此区块流体日推进距离，根据实施例一中制备的圆饼形浇铸岩心，结合长方体岩心，进行平面径向流和线性流实验对比，做平面径向流与线性流的对比转化实验，下面结合图1至图14，对本发明做进一步说明，其步骤如下：

步骤一：根据具体矿场情况确定平面径向流的日推进距离，实际储层平均渗透率，孔隙度；

由矿场储层资料得知流体平面径向流的日推进距离为1m，该储层实际储层平均渗透率为1782md，其孔隙度25％。

步骤二：制备模拟平面径向流的圆饼形浇铸岩心36；

1.圆饼形岩心压制装置和浇铸装置的准备；

1)、压制模具的准备

圆饼形岩心压制模具部件选择：

选取圆形底板1，其半径为105cm，厚度为3cm，凹槽宽度为3.1cm，高度为1cm；

选取圆形壁2，其半径为100cm，高度为13.6cm，厚度为3.1cm；选取圆

形压板3，半径为99.9cm，厚度为13.5cm。

圆饼形岩心压制模具组装连接过程如下：

圆形底板1内含底板凹槽701，圆形底板1通过底板凹槽701和圆形壁2嵌套连接。圆形压板3内嵌有索环5，用绳索穿过索环5将可将圆形压板3吊至适当位置。圆形压板3可以和圆形壁2互嵌连接。

2)浇铸模具的准备

圆饼形岩心浇铸模具部件选择：

选取模具圆形件6半径为100cm，高度为8cm；

选取模具底板7的圆形凹槽8半径为100cm，并将其它两个圆形凹槽8用对应的圆环将其填充。

圆饼形岩心浇铸模具组装连接过程如下：

模具圆形件6和模具底板7通过圆形凹槽8嵌套连接。

2.选择材料：为模拟矿场实际地层，圆饼形岩心的制作材料选择石英砂、粘土矿物粉末和环氧树脂9；

3.搅拌材料：根据模拟的实际情况，取粘土矿物粉末310克，中砂A和细砂B各9600克，置于搓砂盘中混合均匀；取环氧树脂9820克，邻苯二甲酸二丁酯236克，乙二胺65克和丙酮600克；把环氧树脂9、邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺置于混合容器中混合均匀。将混合后的环氧树脂9倒入搓砂盘中与石英砂混合物混合，将其搅拌均匀；

4.装模刮砂：在圆饼形岩心压制模具内部涂抹丙酮，之后将模具擦拭干净。将搅拌均匀的物料倒入圆饼形岩心压制模具，每倒完一盘物料，都要用刮板将其表面刮平。待物料全部倒入模具后用筛板反复插入，待其分布均匀后再用刮板刮平表面；

5.加压定形：将圆形压板3移至圆饼形岩心压制模具内，使其压住物料。将压制模具移至压力试验机承压板正下方，使其中轴线重合。控制承压板下降压到圆形压板3，设定保持压力为10MPa，保持时间为10min；

6.加热固形：完成加压后撤掉圆形压板3和圆形壁2，将圆形底板1连同加压后的岩心雏形移至恒温箱31，设定加热温度为80℃，加温时间为48h；

7.完成压制：待加热固形完成后，将圆饼形光板岩心11取出，压制完成。圆饼形光板岩心11半径为100cm，厚度为4.5cm；

8.布井：根据现场具体注采情况，选择布井位置。布设一注四采井网，岩心正中间的注采端4模拟注入井1101，四周的注采端4模拟采出井1102。在这些位置用环氧树脂9粘黏注采端4；

9.岩心刮胶：将取出的圆饼形光板岩心11刮一层环氧树脂9，待环氧树脂9干燥之后再刮一层，待干燥之后在岩心背部前述图示位置处粘黏环氧树脂垫片10。其示意图如图5和图6所示；

10.岩心浇铸：

1)、在圆饼形岩心浇铸模具内部的嵌套和填充缝隙缠绕一圈胶带，然后将环氧树脂9倒入模具内，待其厚度到达1cm时停止；

2)、圆饼形岩心浇铸时，将刮完胶的圆饼形光板岩心11放入圆饼形岩心浇铸模具内，使其底部和模具里的环氧树脂9接触。待模具底部的环氧树脂9凝固之后，继续向模具中倒入环氧树脂9，直至其与圆饼形光板岩心11顶面平齐；

3)、待模具中部的环氧树脂9凝固之后，继续向模具中倒入环氧树脂9，直至其与圆饼形光板岩心11顶面的注采端平齐；

4)待环氧树脂9凝固后，浇铸成形，圆饼形浇铸岩心36如图7所示。步骤三：制备模拟线性流的长方体浇铸岩心，如图9至图13所示；

1.长方体岩心压制和浇铸装置的准备；

1)、压制模具的准备

长方体形岩心压制模具部件选择：

选取长方体压板12，材质为基体钢，其长度为99.9cm，厚度为13.5cm，宽度为30.2cm；

选取长方体底板14，材质为基体钢，其长度为118.2cm，厚度为3cm，宽度为41cm，其上凹槽宽度为3.1cm，高度为1cm，短槽长度为30.3cm，中部长方形长度为100cm；

选取短侧板18，材质为基体钢，其长度为33.3cm，宽度为3.1cm，高度为13.6cm；选取长侧板17，材质为基体钢，其长度为116.2cm，宽度为3.1cm，高度为13.6cm。

长方体岩心压制模具组装连接过程如下：

长方体压板12内嵌拉环13，可通过拉环13移动长方体压板12。长方体底板14内含长方体底板凹槽21，可通过长方体底板凹槽21和长侧板17与短侧板18嵌套连接。长侧板17内含长侧板凹槽20，通过长侧板凹槽20和短侧板18嵌套连接。长侧板17两端部均有两个通孔19，双头螺纹杆15通过两两相对的通孔19由螺母16固定在长侧板17两端部。

2)浇铸模具的准备

长方体岩心浇铸模具部件选择：

选取长方体浇铸底板22，其长度为104cm，宽度为41.5cm，高度为2cm。其内凹槽高度为1cm，长和宽同肋板23长和宽的尺寸；

选取肋板23长度为102.4cm，宽度为0.5cm；选取挡板24长度为6cm，宽度为6cm，厚度为0.4cm。

参见图8，长方体岩心浇铸模具组装连接过程如下：

长方体浇铸底板22通过凹槽和肋板23嵌套连接。

2.选择材料：长方体浇铸岩心38所选材料和圆饼形岩心相同；

3.搅拌材料：根据模拟的实际情况，取粘土矿物粉末236克，中砂A和细砂B各7200克，置于搓砂盘中混合均匀。取环氧树脂9630克、邻苯二甲酸二丁酯186克、乙二胺47克和丙酮600克，把环氧树脂9、邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺置于混合容器中混合均匀。将混合后的环氧树脂9倒入搓砂盘中与石英砂混合物混合，将其搅拌均匀；

4.装模刮砂：在长方体岩心压制模具内部涂抹丙酮，之后将模具擦拭干净。将搅拌均匀的物料倒入长方体岩心压制模具，每倒完一盘物料，都要用刮板将其表面刮平。待物料全部倒入模具后用筛板反复插入，待其分布均匀后再用刮板刮平表面；

5.加压定形：将长方体压板12移至长方体岩心压制模具内，使其压住物料。将压制模具移至压力试验机承压板正下方，使其中轴线重合。控制承压板下降压到长方体压板12，设定保持压力为10MPa，保持时间为10min；

6.加热固形：完成加压后撤掉长方体压板12、双头螺纹杆15、螺母16、长侧板17和短侧板18，将长方体底板14连同加压后的岩心雏形移至恒温箱31，设定加热温度为80℃，加温时间为40h；

7.完成压制：待加热固形完成后，将长方体光板岩心26取出，完成压制；

8.岩心切割：用切割机将完成压制的长方体光板岩心26按照模拟要求进行切割。长方体岩心长度均为100cm，高和宽均为4.5cm；

9.粘黏注采端27：在切割好的长方体光板岩心26两端用环氧树脂9粘黏注采端27；

10.岩心刮胶：将粘黏好注采端27的长方体光板岩心26刮一层环氧树脂9，待环氧树脂9干燥之后再刮一层，待其干燥之后此工序完成；

11.岩心浇铸：

(1)、将刮完胶的长方体光板岩心26用内外牙螺母25从挡板24中心穿过，并连接到注采端27，直至使注采端27和挡板24接触为止。在长方体浇铸底板22和肋板23接触处缝隙缠绕一圈胶带。

(2)将长方体光板岩心26放入长方体岩心浇铸模具，倒入环氧树脂9，直至其没过长方体光板岩心26顶面0.7—0.8mm时停止。如图12所示；

(3)待环氧树脂9凝固后，浇铸成形，长方体浇铸岩心38，如图13所示。

步骤四：连接平面径向流及线性岩心对应实验装置。

参见图14，依据前述实验装置连接图对平面径向流和线性流对比实验的各实验仪器连接如下：

盛水容器28经管线29和平流泵30连接，平流泵30经管线29和恒温箱31中的六通32相连，六通32经管线29和T字阀33相连，T字阀33有两个出口，上出口经管线29连接活塞容器341，活塞容器341经管线29连接控制阀351，该控制阀和圆饼形浇铸岩心36顶面的注采端连接，圆饼形浇铸岩心36四周的四个注采端分别和一控制阀连接，岩心四周的控制阀经管线29和量筒37连接。T字阀33下出口经管线29连接活塞容器342，活塞容器342经管线29和一控制阀352连接，该控制阀352和长方体浇铸岩心38上的一个注采端连接，另一个注采端也接一控制阀，该控制阀经管线29和量筒37连接。

运用该岩心结合相关的实验方法可以有效地进行矿场与室内实验的有效转换，圆饼形岩心可对应模拟平面径向流实验，线性岩心可对应模拟线性流实验。用这两种岩心做平面径向流和线性流对比实验，可使矿场实际流动在室内实验中得到有效模拟，并获得比较准确的实验结果，为矿场后续驱替方案设计提供依据。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.平面径向流岩心制备装置，其特征在于，包括：

圆饼形岩心压制模具和圆饼形岩心浇铸模具；

所述圆饼形岩心压制模具包括：圆形底板、圆形壁和圆形压板，所述圆形底板与所述圆形壁嵌套连接，所述圆形压板和所述圆形壁嵌套连接；

所述圆饼形岩心浇铸模具包括：模具圆形件和模具底板，所述模具圆形件与所述模具底板嵌套连接。

2.根据权利要求1所述平面径向流岩心制备装置，其特征在于，

所述模具圆形件的半径为30cm、60cm和100cm。

3.根据权利要求1所述平面径向流岩心制备装置，其特征在于，

所述圆形底板和所述圆形壁的材质为钢铁。

4.根据权利要求1所述平面径向流岩心制备装置，其特征在于，

所述圆形压板的材质为胶合板。

5.根据权利要求1所述平面径向流岩心制备装置，其特征在于，

所述模具底板设有三个圆形凹槽，所述模具圆形件与所述模具底板通过所述圆形凹槽嵌套连接，所述圆形凹槽的半径分别为30cm、60cm和100cm。

6.根据权利要求1～5所述平面径向流岩心制备装置的平面径向流岩心制备方法，其特征在于，包括：

步骤S1，根据矿场实际储层数据得到储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数；

步骤S2，根据矿场实际地层，准备圆饼形岩心的制作材料，所述制作材料包括石英砂、粘土矿物质粉末和环氧树脂；

步骤S3，根据所述储层的平均渗透率、孔隙度和岩性参数，确定所述石英砂的目数、种类和用量，确定所述粘土矿物粉末和所述环氧树脂的用量；

步骤S4，将所述制备材料混合均匀，倒入环氧树脂胶黏剂，继续搅拌混合，直至混合均匀，获得混合均匀的制备材料；

步骤S5，通过所述圆饼形岩心压制模具将所述混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心，所述圆饼形光板岩心半径为矿场非牛顿流体日推进距离；

步骤S6，按照现场注采井的要求，在所述圆饼形光板岩心上布井，得到圆饼形裸露岩心；

步骤S7，对所述圆饼形裸露岩心进行刮胶处理后，在所述圆饼形裸露岩心背部粘黏环氧树脂垫片，得到刮完胶的圆饼形光板岩心；

步骤S8，根据所述圆饼形光板岩心的尺寸选择圆饼形岩心浇铸模具，向所述圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂，并将所述刮完胶的圆饼形光板岩心放置于所述圆饼形岩心浇铸模具中，所述圆饼形光板岩心与所述环氧树脂接触；

步骤S9，在所述环氧树脂凝固后，向所述圆饼形岩心浇铸模具接着倒入环氧树脂，直到所述环氧树脂的高度与所述圆饼形光板岩心的注入井所在高度一致；

步骤S10，在所述环氧树脂凝固后，得到浇铸成形的圆饼形岩心。

7.根据权利要求6所述平面径向流岩心制备方法，其特征在于，

所述步骤S5中，通过所述圆饼形岩心压制模具将所述混合均匀的制备材料进行压制定型，得到圆饼形光板岩心，具体包括：

在所述圆饼形岩心压制模具内壁涂覆脱模剂，将所述混合均匀的制备材料倒入所述圆饼形岩心压制模具，将所述制备材料刮平；

通过所述圆形压板对所述制备材料进行压制，并通过在所述圆形压板上使用压力试验机进行加压定型，形成岩心雏形；

将所述岩心雏形进行加热处理，得到圆饼形光板岩心。

8.根据权利要求6所述平面径向流岩心制备方法，其特征在于，

在所述圆饼形光板岩心上布井，布井方式为一注四采井网，所述一注四采井网由一个注入井和四个采出井组成，所述注入井布设在所述一注四采井网的圆心处。

9.根据权利要求6所述平面径向流岩心制备方法，其特征在于，

所述步骤S7，所述圆饼形裸露岩心进行刮胶处理，具体为：

将所述圆饼形裸露岩心刮一层环氧树脂；

在环氧树脂干燥后再刮一层环氧树脂，并干燥。

10.根据权利要求6所述平面径向流岩心制备方法，其特征在于，

在向所述圆饼形岩心浇铸模具中注入环氧树脂之前，在所述圆饼形岩心浇铸模具内部缝隙中缠绕胶带。