CN106706392B - 一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，包括：（1）确定所要制作微裂缝岩心的尺寸；（2）将石子放入烘箱在120℃下烘24小时后，放入搅拌机中，一边搅拌一边喷油，使油沁入石子，在石子表面均匀形成薄油膜；（3）将喷油的石子、石英砂、水泥混合搅拌，再加入水，搅拌均匀，得到水泥浆；（4）在岩心模具内表面涂黄油，使岩心模具内表面有一层薄油膜，将水泥浆浇注在岩心模具内，得到水泥试样；（5）根据模型孔隙度、渗透率要求，在岩心外加载围压以调整孔渗值；（6）待水泥试样干燥成型，得到带有微裂缝的大模型岩心。本发明成本低廉、操作简便，在大模型岩心中可以形成多种形态、随机分布的微裂缝，更好模拟微裂缝储层开发过程。

Description

一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法
技术领域
本发明涉及石油勘探开发室内模拟实验中一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法。
背景技术
低渗储层普遍微裂缝发育，微裂缝可以沟通基质孔隙和储层中较大的渗流通道，改善基质渗透性，对改善流体在地层中的流动状态，提高油井产能有重要作用。物理模拟是模拟油气藏开发的一种重要手段。实践表明，模型几何尺寸越大，实验结果越接近矿场实际。实验岩心分为天然和人造两种，由于含微裂缝岩心获取困难且容易破碎，所以普遍使用人造岩心进行实验，由于钻井取心尺寸限制，对于大模型更需要人造岩心。目前主要集中在宏观裂缝的制作，对微裂缝制作的研究较少，通常使用人工方法对岩心造缝，如：中国发明专利（201410260860.9）公开了一种节理性页岩人造岩心的制备方法，提出了在水泥试样中用直径为5-8mm食用麦片模拟微裂缝，所模拟的微裂缝形态较为单一；中国发明专利（201510004960.X）公开了硬脆性泥页岩微裂缝制作方法及封堵能力测试系统，使用泥页岩造缝仪对岩心造缝，对缝面进行除尘、刻蚀，在其中一半沿缝面纵向的两侧边缘部位各垫上2mm宽、不同厚度的惰性条状材料，模拟10~100μm 不同宽度的微裂缝，但所使用的岩心为直径25mm、长度30mm 的标准岩心柱。
有学者提出均匀劈开法可以模拟天然微裂缝（贾虎等.缝洞型油气藏物理模拟试验方法研究.石油勘探技术. 2010年38卷6期），但是这种方法要将岩心切成对等两半，缝面较为平直、光滑，与实际微裂缝形态不符，且难以制作多条微裂缝。
2014年，中国科学院大学高天放在其硕士论文《特低渗透油藏平面物理模拟方法研究》中提出了用砂线割缝，通过调整砂线的粗细来控制裂缝的宽度，但是存在缝面形态与实际不符的情况。
2014年，中国科学院大学滕起在其博士论文《裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验方法及其应用》中采用对一维岩心采用三轴压缩的方法制作微裂缝。这种方法虽然有可能形成多条裂缝，但是这种方法在造缝时使用的设备多，造缝需要的压力大，操作方法比较复杂。
采用加热方法也可使岩石产生微裂缝，方法为传统加热方法和微波加热方法。传统加热方法加热不均且热能传递较慢，而微波加热方法，若使用不当，会产生辐射安全性的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，该方法使用材料简单、成本低廉、操作简便，利用该方法在大模型岩心中可以形成多种形态、随机分布的微裂缝，可更好地模拟微裂缝储层开发过程。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，依次包括以下步骤：
（1）确定所要制作微裂缝岩心的尺寸；
（2）将石子放入烘箱在120℃下烘24小时后，放入搅拌机中，一边搅拌一边喷油，搅拌均匀后，静置2小时，使油沁入石子，并在石子表面均匀形成一层薄油膜；
（3）将步骤（2）中喷油的石子、石英砂、水泥进行混合搅拌，再加入水，搅拌均匀，得到水泥浆；
（4）在岩心模具内表面涂黄油，使岩心模具内表面有一层薄油膜，将步骤（3）中的水泥浆浇注在岩心模具内，在浇注过程中，使用振动棒对岩心模具内的水泥浆进行振动，得到水泥试样；
（5）浇注完成后，根据模型孔隙度、渗透率的要求，在岩心外加载围压以调整孔渗值；
（6）待水泥试样干燥成型后，即可得到带有微裂缝的大模型岩心。
步骤(2)中，所述石子为直径5～10mm的河道石，模拟砾岩或微裂缝发育的岩心。
步骤(3)中，所述石英砂粒度为80～120目，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
步骤(3)中，水与水泥的质量比为0.3～0.6，水泥与石英砂的质量比为0.2～0.7，石子与石英砂的质量比为1.5～3.3。
本发明中，微裂缝通过在石子表面喷一层油，阻止石子与石子、石英砂、水泥之间的粘结实现。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供了在水泥岩心中建立多种形态微裂缝的方法；
（2）本发明通过调整水泥、石英砂、水、石子的比例、加载围压，可以控制岩心的孔渗参数；
（3）本发明能较好地模拟带有微裂缝的碳酸盐岩或砂岩，而且原材料容易获取，成本低廉，操作简便。
具体实施方式
下面根据实施例，进一步说明本发明。
实施例1
一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，依次包括以下步骤：
（1）需要制作的岩心尺寸为30cm×30cm×30cm；
（2）在石子放入烘箱在120℃下烘24小时后，进行表面喷机油，静置一段时间，等待机油沁入石子，并在石子表面形成一层薄油膜。在本实施例中，所述石子直径为10mm；
（3）将步骤（2）中喷油的石子、石英砂、水泥进行混合搅拌，再加入水，搅拌均匀，得到水泥浆。所述石英砂粒度为80目，所述水泥为普通硅酸盐水泥，水与水泥的质量比为0.6，水泥与石英砂的质量比为0.5，石子与石英砂的质量比为2；
（4）在岩心模具内表面涂黄油，使岩心模具内表面有一层薄油膜，将步骤（3）中的混合物浇注在岩心模具内，在浇注过程中，使用振动棒对岩心模具内的水泥浆进行振动，得到水泥试样；
（5）在浇注岩心完成后，根据模型孔隙度、渗透率的要求，在岩心外加载围压20MPa；
（6）微裂缝通过在石子表面喷油一层油，阻止石子与石子、石英砂、水泥之间的粘结实现。待水泥试样干燥成型后，即可得到带有微裂缝的大模型岩心，岩心孔隙度10.66%，渗透率0.108mD。
利用本发明制作出来的大模型岩心含有多种形态、随机分布的微裂缝，有一定的孔隙度和渗透率，能较好模拟实际微裂缝发育的低渗碳酸盐岩、砂岩储层。

Claims (4)

1.一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，依次包括以下步骤：
（1）确定所要制作微裂缝岩心的尺寸；
（2）将石子放入烘箱在120℃下烘24小时后，放入搅拌机中，一边搅拌一边喷油，搅拌均匀后，静置2小时，使油沁入石子，并在石子表面均匀形成一层薄油膜；
（3）将步骤（2）中喷油的石子、石英砂、水泥进行混合搅拌，再加入水，搅拌均匀，得到水泥浆；
（4）在岩心模具内表面涂黄油，使岩心模具内表面有一层薄油膜，将步骤（3）中的水泥浆浇注在岩心模具内，在浇注过程中，使用振动棒对岩心模具内的水泥浆进行振动，得到水泥试样；
（5）浇注完成后，根据模型孔隙度、渗透率的要求，在岩心外加载围压以调整孔渗值；
（6）待水泥试样干燥成型后，即可得到带有微裂缝的大模型岩心。
2.如权利要求1所述的一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，其特征在于，步骤(2)中，所述石子为直径5～10mm的河道石，模拟砾岩或微裂缝发育的岩心。
3.如权利要求1所述的一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，其特征在于，步骤(3)中，所述石英砂粒度为80～120目，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
4.如权利要求1、2或3所述的一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法，其特征在于，步骤(3)中，水与水泥的质量比为0.3～0.6，水泥与石英砂的质量比为0.2～0.7，石子与石英砂的质量比为1.5～3.3。
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