CN106872229A - 一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法 - Google Patents

一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106872229A
CN106872229A CN201710043108.2A CN201710043108A CN106872229A CN 106872229 A CN106872229 A CN 106872229A CN 201710043108 A CN201710043108 A CN 201710043108A CN 106872229 A CN106872229 A CN 106872229A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fracture
casting
hole body
fracture hole
rock core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710043108.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106872229B (zh
Inventor
潘琳
鲁新便
王婋
周桥
刁友鹏
徐健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences
Original Assignee
China University of Geosciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences filed Critical China University of Geosciences
Priority to CN201710043108.2A priority Critical patent/CN106872229B/zh
Publication of CN106872229A publication Critical patent/CN106872229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106872229B publication Critical patent/CN106872229B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明公开了一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳；所述缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115‑130℃。本发明还包括一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法。本发明的缝洞型碳酸盐岩人工岩心依托于真实的缝洞系统铸体，具有符合储层实际的孔隙、溶洞、裂缝发育特征及配置模式，有利于研究真实储层的物性差异及流体流动规律。

Description

一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法
技术领域
本发明涉及采矿技术领域，尤其涉及一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法。
背景技术
缝洞型碳酸盐岩油藏是一种以大型溶洞、溶洞通道和裂缝带为储集空间和流动空间的新类型碳酸盐岩油藏。此类缝洞型油藏在全球具有广泛的分布，其中发育的裂缝、溶蚀孔及洞穴是很好的油气聚集区及油气的流动通道，但由于缝洞系统发育的复杂性造成储层非均质强，现有的实验手段存在受试样尺寸影响大、试样代表性不佳等局限性，无法满足实验室对缝洞型碳酸盐岩储层物性特征与储层改造的研究。由于人工取芯作业费用高，取芯量及其有限，而且缝洞型碳酸盐岩非均质性强，对常规对岩心进行分析难以得到对储层性质的综合认识，对储层流体流动、储层力学性质、储层改造的研究更为局限，不具有代表性。因此，实验室研究缝洞型碳酸盐岩需要制备出更符合储层实际的人工岩心。
目前，缝洞型碳酸盐岩人工岩心制作方法主要为在碳酸盐岩或碳酸钙粉末中加入人工刻画或制备的溶洞、裂缝、孔隙，再加入一定的胶结物压制而成，该类方法中的溶洞、裂缝、孔隙的大小与相互配置关系由人工决定，无法反映实际储层中缝洞系统的随机性、复杂性，所得到的人工岩心强度也难以满足高压实验或酸化压裂实验。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供一种满足力学强度要求、符合真实缝洞系统特征的缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法。
本发明的实施例提供一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳；所述缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115-130℃。
进一步，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂。
进一步，所述碳酸氢盐溶液为碳酸氢钙与碳酸氢镁水溶液，碳酸氢钙和碳酸氢镁的质量比为5-6:1。
进一步，所述二氧化碳为高压压缩超临界态二氧化碳。
一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取缝洞铸体，并将缝洞铸体进行3D扫描；
(2)将缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中持续低温烘烤，并在烘烤时循环注入二氧化碳，直至缝洞铸体中的碳酸钙完全沉淀固结，得到含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心；
(3)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心进行3D扫描，并将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比分析；
(4)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至缝洞铸体的缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料熔化，并从含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心中流出，即得到缝洞型碳酸盐岩人工岩心。
进一步，所述步骤(1)中，选取缝洞铸体的形状为立方体或圆柱体，所述缝洞铸体为立方体时，缝洞铸体的尺寸为0.2m×0.2m×0.2m-1m×1m×1m；所述缝洞铸体为圆柱体时，缝洞铸体的直径为0.02-1m，缝洞铸体的高为0.05-1m。
进一步，所述步骤(2)中，缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中的环境温度为40-80℃。
进一步，所述步骤(3)中，将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比，分析在步骤(2)过程中缝洞系统有无明显变形。
进一步，所述步骤(4)中，将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至150-200℃。
进一步，所述步骤(4)中，缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的缝洞型碳酸盐岩人工岩心依托于真实的缝洞系统铸体，具有符合储层实际的孔隙、溶洞、裂缝发育特征及配置模式，有利于研究真实储层的物性差异及流体流动规律；本发明得到的缝洞型碳酸盐岩岩心具有一定的强度，可满足后续测试要求；本发明可实现相同缝洞系统碳酸盐岩的无限复制，可用于酸化压裂等储层改造措施的试验，实现改造效果的对比与定量评价。
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，下面将结合实施例对本发明实施方式作进一步地描述。
本发明的实施例提供了一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳。
缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115-130℃。在一实施例中，缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂；碳酸氢盐溶液为碳酸氢钙与碳酸氢镁水溶液，碳酸氢钙和碳酸氢镁的质量比为5-6:1；二氧化碳为高压压缩超临界态二氧化碳。
一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取缝洞铸体，并将缝洞铸体进行3D扫描；在一实施例中，缝洞铸体的形状为立方体或圆柱体，所述缝洞铸体为立方体时，缝洞铸体的尺寸为0.2m×0.2m×0.2m-1m×1m×1m；所述缝洞铸体为圆柱体时，缝洞铸体的直径为0.02-1m，缝洞铸体的高为0.05-1m；
(2)将缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中持续低温烘烤，环境温度为40-80℃，并在烘烤时循环注入二氧化碳，直至缝洞铸体中的碳酸钙完全沉淀固结，得到含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心；由于碳酸盐岩的主要成分是碳酸钙，但是碳酸钙极难溶于水，通过碳酸氢盐溶液加热沉淀来得到碳酸钙，通过二氧化碳模拟地层水环境，加快反应；
(3)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心进行3D扫描，并将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比分析；分析在步骤(2)过程中缝洞系统有无明显变形；
(4)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至150-200℃，使缝洞铸体的缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料熔化，并从含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心中流出，即得到缝洞型碳酸盐岩人工岩心。
表1含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与缝洞铸体的3D扫描结果吻合度
实施例 形状 孔隙 溶洞 裂缝 吻合度
1 立方体 1 发育 发育 发育 91％
2 立方体 0.125 不发育 发育 发育 88％
3 圆柱体 0.0025Π 发育 不发育 发育 86％
通过表1可知，在孔隙、溶洞、裂缝有发育时，含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与缝洞铸体的3D扫描结果吻合度较高。
本发明的缝洞型碳酸盐岩人工岩心依托于真实的缝洞系统铸体，具有符合储层实际的孔隙、溶洞、裂缝发育特征及配置模式，有利于研究真实储层的物性差异及流体流动规律；本发明得到的缝洞型碳酸盐岩岩心具有一定的强度，可满足后续测试要求；本发明可实现相同缝洞系统碳酸盐岩的无限复制，可用于酸化压裂等储层改造措施的试验，实现改造效果的对比与定量评价。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳；所述缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115-130℃。
2.根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，所述碳酸氢盐溶液为碳酸氢钙与碳酸氢镁水溶液，碳酸氢钙和碳酸氢镁的质量比为5-6:1。
4.根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，所述二氧化碳为高压压缩超临界态二氧化碳。
5.一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选取缝洞铸体，并将缝洞铸体进行3D扫描；
(2)将缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中持续低温烘烤，并在烘烤时循环注入二氧化碳，直至缝洞铸体中的碳酸钙完全沉淀固结，得到含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心；
(3)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心进行3D扫描，并将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比分析；
(4)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至缝洞铸体的缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料熔化，并从含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心中流出，即得到缝洞型碳酸盐岩人工岩心。
6.根据权利要求5所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，选取缝洞铸体的形状为立方体或圆柱体，所述缝洞铸体为立方体时，缝洞铸体的尺寸为0.2m×0.2m×0.2m-1m×1m×1m；所述缝洞铸体为圆柱体时，缝洞铸体的直径为0.02-1m，缝洞铸体的高为0.05-1m。
7.根据权利要求5所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中的环境温度为40-80℃。
8.根据权利要求5所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比，分析在步骤(2)过程中缝洞系统有无明显变形。
9.根据权利要求5所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至150-200℃。
10.根据权利要求5所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂。
CN201710043108.2A 2017-01-19 2017-01-19 一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法 Expired - Fee Related CN106872229B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710043108.2A CN106872229B (zh) 2017-01-19 2017-01-19 一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710043108.2A CN106872229B (zh) 2017-01-19 2017-01-19 一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106872229A true CN106872229A (zh) 2017-06-20
CN106872229B CN106872229B (zh) 2019-07-23

Family

ID=59159034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710043108.2A Expired - Fee Related CN106872229B (zh) 2017-01-19 2017-01-19 一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106872229B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107966340A (zh) * 2017-11-23 2018-04-27 山东科技大学 含几何损伤类岩石材料试件的制备方法
CN108868753A (zh) * 2018-04-19 2018-11-23 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种孔洞型碳酸盐岩靶向酸压物理模拟方法及应用
CN109357921A (zh) * 2018-10-10 2019-02-19 成都理工大学 一种参数可控的缝洞油藏人造岩心制作方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1996010A (zh) * 2006-01-06 2007-07-11 中国石油天然气股份有限公司 一种可视化孔隙级平面模型的制作方法
CN102053026A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 中国石油化工股份有限公司 碳酸盐岩缝洞型油藏物理模型的制作材料和方法
CN102866043A (zh) * 2012-09-07 2013-01-09 中国石油天然气集团公司 缝洞型岩心物理模型的制作方法
CN103471883A (zh) * 2013-08-20 2013-12-25 中国石油天然气股份有限公司 一种可视化真实岩心模型中岩石薄片的制造方法
CN103712843A (zh) * 2014-01-16 2014-04-09 中国石油大学(华东) 一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法
CN104236965A (zh) * 2013-06-09 2014-12-24 中国石油化工股份有限公司 岩心裂缝制备装置及方法
CN104389593A (zh) * 2014-10-10 2015-03-04 中国石油大学(华东) 一种缝洞型碳酸盐岩板状模型及其制备方法
CN104407400A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 中国石油天然气股份有限公司 一种裂缝模型制作方法
CN104729904A (zh) * 2015-03-31 2015-06-24 中国石油大学(华东) 一种基于ct扫描和3d打印的复杂岩心制备方法
CN105300770A (zh) * 2015-11-23 2016-02-03 西南石油大学 一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1996010A (zh) * 2006-01-06 2007-07-11 中国石油天然气股份有限公司 一种可视化孔隙级平面模型的制作方法
CN102053026A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 中国石油化工股份有限公司 碳酸盐岩缝洞型油藏物理模型的制作材料和方法
CN102866043A (zh) * 2012-09-07 2013-01-09 中国石油天然气集团公司 缝洞型岩心物理模型的制作方法
CN104236965A (zh) * 2013-06-09 2014-12-24 中国石油化工股份有限公司 岩心裂缝制备装置及方法
CN103471883A (zh) * 2013-08-20 2013-12-25 中国石油天然气股份有限公司 一种可视化真实岩心模型中岩石薄片的制造方法
CN103712843A (zh) * 2014-01-16 2014-04-09 中国石油大学(华东) 一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法
CN103712843B (zh) * 2014-01-16 2016-04-06 中国石油大学(华东) 一种制备缝洞型碳酸盐岩岩心的方法
CN104389593A (zh) * 2014-10-10 2015-03-04 中国石油大学(华东) 一种缝洞型碳酸盐岩板状模型及其制备方法
CN104407400A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 中国石油天然气股份有限公司 一种裂缝模型制作方法
CN104729904A (zh) * 2015-03-31 2015-06-24 中国石油大学(华东) 一种基于ct扫描和3d打印的复杂岩心制备方法
CN105300770A (zh) * 2015-11-23 2016-02-03 西南石油大学 一种裂缝性碳酸盐岩心制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107966340A (zh) * 2017-11-23 2018-04-27 山东科技大学 含几何损伤类岩石材料试件的制备方法
CN107966340B (zh) * 2017-11-23 2020-04-21 山东科技大学 含几何损伤类岩石材料试件的制备方法
CN108868753A (zh) * 2018-04-19 2018-11-23 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种孔洞型碳酸盐岩靶向酸压物理模拟方法及应用
CN108868753B (zh) * 2018-04-19 2021-02-26 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种孔洞型碳酸盐岩靶向酸压物理模拟方法及应用
CN109357921A (zh) * 2018-10-10 2019-02-19 成都理工大学 一种参数可控的缝洞油藏人造岩心制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106872229B (zh) 2019-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106872229A (zh) 一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法
Zhang et al. Durability of steel fiber-reinforced concrete containing SiO2 nano-particles
CN106827170A (zh) 一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其3d打印方法
CN106079032B (zh) 一种基于琼脂糖、陶瓷浆料混合溶液的凝胶注模成型方法
CN103266888A (zh) 可视化压裂模拟实验系统及方法
CN105675365A (zh) 一种含充填裂隙岩体试样的制备方法
CN105890950A (zh) 一种模拟含随机、非随机裂隙或孔洞透明材料制作方法
CN103592320B (zh) 适用于ct扫描岩心驱替实验且能模拟油藏条件的加热恒温方法
CN110284880A (zh) 一种碳酸盐岩酸化蚓孔动态扩展实时监测装置及其工作方法
Zhao et al. Influence of different concealment conditions of parallel double flaws on mechanical properties and failure characteristics of brittle rock under uniaxial compression
Wang Mechanical behavior of a capsule embedded in cementitious matrix-macro model and numerical simulation
CN103592319A (zh) 适用于ct扫描岩心驱替实验且能模拟油藏条件的加热恒温系统
CN107167349A (zh) 一种人工岩石裂隙岩样制作方法
CN107032792A (zh) 一种高强高密石墨材料及其制备方法
Ye et al. Effects of multiple heating-cooling cycles on the permeability and microstructure of a mortar
CN105842242A (zh) 隧道围岩裂纹扩展及围岩突水过程的三维可视化模拟方法
CN106847360A (zh) 一种利用花岗岩固化放射性废物的方法
CN111735708B (zh) 一种基于示踪技术的水-氨气复合压裂岩石的试验方法
CN206339514U (zh) 一种基于sma的混凝土裂缝的检测与自修复系统
CN106881794A (zh) 缝洞型碳酸盐岩缝洞系统物理模型及其制作方法
Cui et al. Slurry and technology optimization for grouting fissures in Earthen Sites with quicklime
Chen et al. Two-Dimensional Microstructure-Based Model for Evaluating the Permeability Coefficient of Heterogeneous Construction Materials
CN207114282U (zh) 一种微量混凝土真实孔溶液的压榨装置
Wu et al. Analysis of the microstructure of a failed cement sheath subjected to complex temperature and pressure conditions
Wang et al. The leakoff in acid fracturing kinetics control mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190723

Termination date: 20220119

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee