CN106501091A - 一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法 - Google Patents

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马耕
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Abstract

本发明公开了一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法，其特征在于：包括成型试件的模具、水泥、石膏、煤粉、水、水桶、冰箱、木板；本发明通过预先运用冰箱将水制成不同形状的冰块，以模拟煤储层中的天然裂缝结构，然后在地面组装成型试件的模具，将水泥、石膏、煤粉、水按照一定的配比在水桶中搅拌均匀，倒入成型试件的模具中，在成型试件的过程中，将冰块按照实际煤储层中天然裂缝的结构放置到混凝土内，能够起到模拟实际煤储层中天然裂缝的结构的作用，具有简便易操作、省时省力的特点，能够大幅减少现场原煤采集的工作量，为水力压裂实验提供了原材料。

Description

一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法
技术领域
本发明涉及一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法。
背景技术
煤层气具有热值高、无污染的优点，是一种优质清洁的新能源，可以被广泛用于居民生活燃料、化工原料、发电燃料、工业燃料等，最近一、二十年来逐渐从研究阶段走向了开发利用阶段。我国煤层气的赋存具有非均质性、低压、低渗和低饱和度的特点，大量的煤层气吸附在煤上，而煤层中的天然裂隙通常被水饱和，所以注定煤层气的开采方式与普通天然气、页岩气的开采都不同，需要一定的增透措施来提高煤储层中煤层气的导流能力、改变煤储层的渗透性，为煤层气提供“高速运移通道”。在众多煤层卸压增透措施中，水力压裂技术是“三低”煤层气开采的重要增透卸压措施之一，在国内外已得到广泛运用。在煤岩体中压裂产生的水力裂缝在遇到天然裂缝后，扩展规律复杂多变，天然裂缝的存在严重影响了煤储层压裂的成败。由于煤岩体赋存深度大，原煤的采集困难、耗时费力，导致对于天然裂缝的研究尚未形成体系。因此，在成型试件时使用冰块模拟天然裂缝结构是非常有必要的。目前，该方面的研究尚处于空白期，鉴于此，本发明提出运用冰块在成型试件的过程中模拟天然裂缝，不仅操作简单，而且省时省力，在很大程度上能模拟煤储层中的天然裂缝结构，为水力压裂实验提供了原材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法，能够起到模拟实际煤储层中天然裂缝的结构的作用，具有简便易操作、省时、省力节约材料的特点，能够大幅减少现场原煤采集的工作量，为水力压裂实验提供了原材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法，包括成型试件的模具、水泥、石膏、煤粉、水、水桶、冰箱、木板；包括：①在地面组装成型试件的模具，确保模具的连接处紧密；②用刷子把机油均匀地涂抹至模具的内表面；③按照特定的配比，将水泥、石膏、煤粉、水按照一定的配比在水桶中搅拌均匀；④将混合物倒入成型试件的模具内；⑤按照实际没储层中天然裂缝的结构，放入混合物中；⑥用木板将混合物的上端面推平，使其达到较高的端面平整度。
所述的冰块是由水成型，具有不同的形状，在成型试件时放入试件内，待冰块融化后会形成不同的裂隙结构，达到模拟天然裂缝的作用。
将搅拌均匀的混合物倒入模具时，速度要快，以防混合物结块。
各部件的作用如下：
（1）成型试件的模具，材质是钢板，首先模具是拆分的，成型试件前将其进行组装，可以起到固定混合物形状的作用；（2）水泥、石膏、煤粉、水，成型试件混合物的原材料；（3）水桶，将称量好的水泥、石膏、煤粉倒入水桶中，然后将其搅拌均匀，把称量好的水倒入水桶内搅拌均匀；（4）冰箱，将水制造成不同的形状，以模拟实际煤储层中的天然裂缝结构；（5）木板，平整倒入模具内的混合物表面，以提高试件端面的平整度。
本发明的有益效果为：
（1）将冰块放入成型的试件中，能够模拟煤储层中的天然裂缝结构，而且具有很高的契合度，具有节约煤矿井下原煤的采集、节省人力物力财力的优点；
（2）运用水泥、石膏、煤粉、水，根据特定配比成型混合物，混合物的力学性能与原煤的力学性能一致，使水力压裂结果能够更好地与煤矿井下压裂结果相一致；
（3）将冰块放入混合物中，待冰块溶化后能够模拟煤储层中复杂的天然裂缝结构，具有实用性强、操作简单、省时省力的特点；
（4）针对需要开展水力压裂实验时，运用冰块模拟天然裂缝的方法可以最短时间地成型实验所用试件。
本发明对于研究煤储层中天然裂缝对水力压裂的影响，可以运用冰块有效、快速地模拟天然裂缝，而且原材料选取方便，省去了去煤矿井下采集原煤这一过程，在很大程度上节省了人力、物力、财力。通过冰块形成不同的形状，预置到试件内部，可以模拟不同尺寸、不同方位、不同角度等复杂的天然裂缝结构。
通过冰块融化后形成裂隙结构这一方法，能够大幅减少原煤采集的困难，避免资金等资源的浪费，为研究天然裂缝对水力压裂的影响提供了原材料这一保障。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的实施方式进一步详细地描述。一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法，包括成型试件的模具、水泥、石膏、煤粉、水、水桶、冰箱、木板，包括以下步骤：
（1）在地面组装成型试件的模具，确保模具的连接处紧密；
（2）用刷子把机油均匀地涂抹至模具的内表面；
（3）按照特定的配比，将水泥、石膏、煤粉、水按照一定的配比在水桶中搅拌均匀；
（4）将混合物倒入成型试件的模具内，速度要快，以防混合物结块；
（5）按照实际煤储层中天然裂缝的结构，利用水成型不同形状的冰块，在成型试件时放入试件内，待冰块融化后会形成不同的裂隙结构，达到模拟天然裂缝的作用；
（6）用木板将混合物的上端面推平，使其达到较高的端面平整度；
（7）当试件养护完成后开展水力压裂实验，得到实验结果，以观察天然裂缝对水力压裂的影响；
（8）该一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法能够起到模拟实际煤储层中天然裂缝的结构的作用，具有简便易操作、省时省力的特点，能够大幅减少现场原煤采集的工作量，为水力压裂实验提供了原材料。

Claims (3)

1.一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法，其特征在于：①在地面组装成型试件的模具，确保模具的连接处紧密；②用刷子把机油均匀地涂抹至模具的内表面；③按照特定的配比，将水泥、石膏、煤粉、水按照一定的配比在水桶中搅拌均匀；④将混合物倒入成型试件的模具内；⑤按照实际煤储层中天然裂缝的结构，将预制的冰块放入混合物中；⑥用木板将混合物的上端面推平，使其达到较高的端面平整度。
2.如权利要求1所述的一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法，其特征在于：所述的冰块是由水成型，具有不同的形状，在成型试件时放入试件内，待冰块融化后会形成不同的裂隙结构，达到模拟天然裂缝的作用。
3.如权利要求1所述的一种模拟煤岩体内复杂天然裂缝结构的方法，其特征在于：将搅拌均匀的混合物倒入模具时，速度要快，以防混合物结块。
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