CN110715837A

CN110715837A - 岩心制造方法

Info

Publication number: CN110715837A
Application number: CN201911025073.5A
Authority: CN
Inventors: 樊社民; 苏建栋; 李伟才; 王正欣; 白兆非
Original assignee: China Petrochemical Corp; Exploration and Development Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; China Petrochemical Corp; Exploration and Development Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-01-21

Abstract

本发明涉及一种岩心制造方法，能够在制造出带有裂缝的岩心，以模拟实际油藏中裂缝的特征，为后续实验工作提供准确的数据。岩心制造方法，包括以下步骤：1）对取自于研究区域的岩心进行洗油；2）将岩心的端面修整为平面；3）对岩心进行饱和油/饱和水处理；4）在岩心的外周面上包裹防止岩心中水/油外溢的薄膜，并使岩心的两个端面露出；5）在岩心的全长上施加沿岩心径向的压力，直至两个端面出现裂缝。本发明中岩心制造方法能够模拟出实际情况下流体在页岩、砂岩的孔隙、裂缝中流动的环境，使用这样的岩心进行实验，能够为油气井的生产提供准确的实验数据。

Description

岩心制造方法

技术领域

本发明涉及一种岩心制造方法。

背景技术

近年来，随着油气井的不断勘探开发，低渗透油气储量占比不断增大，低渗透油气井将是相当长一段时间内增储上产的主要资源。低渗透油藏的岩石由于渗透率低，启动压力大，在开采过程中需要采用压裂制造人工裂缝的方式来进行开采，低渗油层中的微裂缝可以沟通基质孔隙和储层中较大的渗流通道，改善基质的渗透性，对改善油气在地层中的流动状态、提高油气井产能具有重要作用。

由于人工裂缝对低渗透油藏注水开发时的水驱波及系数及渗透能力具有重要影响，因此研究裂缝对水驱驱油效果的影响对提高低渗油藏压裂后的开发效果具有重大意义。物理模拟实验是模拟油气藏开发的一种重要手段，例如现有技术中，技术人员会利用高渗透率岩心的渗透率与油藏中有裂缝的页岩、砂岩渗透率相等的特点，来使用高渗透率的岩心做模拟试验；也会使用形变尺寸的钢板、铜板去制作出开度已知的裂缝，但是这些方法都存在一定的局限性，与实际油藏岩石中的裂缝存在一定的差距，因而在指导油田开发实验中效果不尽理想。

为克服实际油藏岩石中的裂缝的差异，技术人员在后续的研究过程中提出直接使用带有裂缝的岩心来进行模拟实验，在实验过程中所使用的岩心分为天然存在裂缝和人工制造裂缝两种，由于天然含裂缝的岩心获取困难且容易破碎，方案可行性不高，所以在现在的研究工作中急需一种方法来制造出带有裂缝的岩心，供技术人员利用该岩心进行模拟实验。

发明内容

本发明的目的是提供一种岩心制造方法，能够在制造出带有裂缝的岩心，以模拟实际油藏中裂缝的特征，为后续实验工作提供准确的数据。

为实现上述目的，本发明中岩心制造方法所采用的方案为：

岩心制造方法，包括以下步骤：

1）对取自于研究区域的岩心进行洗油；

2）将岩心的端面修整为平面；

3）对岩心进行饱和油/饱和水处理；

4）在岩心的外周面上包裹防止岩心中水/油外溢的薄膜，并使岩心的两个端面露出；

5）在岩心的全长上施加沿岩心径向的压力，直至两个端面出现裂缝。

其有益效果在于：对岩心进行洗油以去除岩心中原有的杂质及原油，并对岩心进行饱和水/油处理，使岩心能够最大程度地接近油藏中页岩、砂岩未开采时的状态，建立一个接近实际的模型，减少了实验数据的误差；在岩心外周面上包裹薄膜，能够防止岩心受力时油水外溢而破坏饱和状态，并且也能够防止岩心受到污染，控制岩心在实验时始终处于饱和状态；在岩心全长上施加外力，使岩心中产生贯通两端的裂缝，形成完整的驱替流体的通道；这些条件结合后模拟出实际情况下流体在页岩、砂岩的孔隙、裂缝中流动的环境，使用这样的岩心进行实验，能够为油气井的生产提供较为准确的实验数据。

进一步的，取用岩心时，从取自研究地区的岩柱的同一部位上取用至少两个以上的岩心，对各岩心进行洗油，然后测定各岩心的孔隙度、渗透率及饱和度。

其有益效果在于：取用多个岩心，操作人员可以比较产生裂缝的岩心与未产生裂缝的岩心之间的渗流能力，从而判断出裂缝对岩心渗流能力的影响。

进一步的，通过在包裹岩心的薄膜外缠绕线/绳/带来箍紧岩心及薄膜。

其有益效果在于：通过缠绕线/绳/带，既能够为岩心提供一个短暂或持续的围压来防止油水外溢，也能够使岩心在受力时外形的完整。

进一步的，薄膜由聚乙烯材料制成。

其有益效果在于：采用聚乙烯薄膜来包裹岩心，不仅能够严防油水外溢、防止岩心被污染，并且聚乙烯材料廉价易得，应用较为广泛。

进一步的，同时在岩心的相对两侧逐渐施加压力以在岩心中产生所需裂缝。

其有益效果在于：同时在岩心相对两侧施压，能够避免岩心一侧应力集中而是岩心溃散的问题，改善了岩心的受力结构。

进一步的，通过在岩心的端部布置光学显微镜来观察岩心端面上的裂缝。

其有益效果在于：使用光学显微镜来观察端面的裂缝，可以利用光学显微镜中带有刻度的目镜来即时判断裂缝的尺寸，减少了测量环节，提高了效率。

附图说明

图1为本发明中岩心制造方法的制造岩心时的结构示意图；

图2为本发明中岩心制造方法中挤压岩心时的示意图，F为作用在岩心上的压力；

图中：1-岩心；2-裂缝；3-聚乙烯薄膜；4-棉线。

具体实施方式

现结合附图来对本发明中岩心制造方法的具体实施方式进行说明。

本发明中岩心制造方法的实施例：岩心制造方法主要是对岩心进行人工造缝，利用岩心中的裂缝来进行实验，为后续的采油工作提供数据支撑。操作人员可以将采集岩心的地点选择在研究区域内，通过现场取心来获得更贴近真实情况下油藏处的岩心，也可以直接在岩心库中获取与目标油藏对应的岩心。操作人员可取出一长段的岩心后，在这一段岩心上钻取数个长度为5-8cm的小型柱状岩心，并对这些岩心的端面以及进行修整，使这些小岩心柱状均匀，端面为平面。

修整后对这些较短的岩心进行洗油处理，洗油处理在现有技术中属于对岩心进行实验的前期准备工作，来清洗掉岩心孔隙中的杂质和原油。本实施例中可以使用苯与乙醇来对岩心进行清洗，也可以采用二氧化碳溶剂来驱替岩心孔隙中的杂质、原油。

在各岩心洗油完成后，分别对这些岩心的孔隙度、饱和度及渗透率进行测量，操作人员在完成造缝后可以比较产生裂缝的岩心与未产生裂缝的岩心之间的渗流能力，从而判断出裂缝对岩心渗流能力的影响。并且，操作人员也可以根据后续实验的需要，在未进行造缝之前来对这些岩心进行数据采集，为后续实验做数据支撑。

选出可用的岩心样品后，分别对这些岩心进行饱和处理，使各岩心均达到饱和水/油状态。岩心模拟出位于油藏中时所达到的饱和状态，在对岩心进行造缝时都是在岩心处于饱和状态下进行的，缩减实验与实际条件下的差距，使实验结果更加准确。

因为岩心已经被修正为圆柱状，如图1所示，操作人员使用聚乙烯薄膜3来包裹在已经水油饱和的岩心1外周面上，并在聚乙烯薄膜的外周缠绕棉线4，使聚乙烯薄膜3来裹紧岩心1，岩心1的两端面露出。聚乙烯薄膜3一方面能够防止在造缝过程中油/水的外溢，防止岩心受到污染，另一方面能够保证岩心1即使意外破损后仍能包裹住岩心1，使岩心1质量不变。

如图2所示，现对岩心外周面的左右两侧逐渐施加压力F，来使岩心内部产生裂缝。压力F作用在岩心1全长的外周面上，压力F作用在岩心1上的各作用点沿岩心1轴向排列，且各作用点对应的压力F大小相同。压力F压向岩心1时，压力F沿着岩心1的径向指向其轴线。操作人员此时在岩心1的两端面处布置光学显微镜，通过光学显微镜来观察岩心1端面处的裂缝2，当岩心1两端面都产生裂缝2后，停止加力。

由于光学显微镜的目镜上设置有刻度，操作人员可以通过刻度来判断观察到的裂缝2的大小，一般实验条件下，岩心端面产生单个的裂缝开度在0.1μm～0.3μm之间。如果需要开度较大的裂缝2，那么可以继续加力直至裂缝2达到技术人员所要求的设计尺寸。在对所得岩心进行相对空气渗透率检测时，该渗透率在1000mD～3000 mD之间。

在其他实施例中，可以仅在岩心外周面上包裹薄膜，而不再缠绕线/绳/带；或者可以缠绕绳子、胶带等材料来箍紧岩心。

在其他实施例中，可以不再对多个岩心的孔隙度、饱和度、渗透率等参数进行对比，仅使用一个岩心进行洗油、饱和、挤压等操作。

在其他实施例中，薄膜的材料还可以选用聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等。

在其他实施例中，可以在岩心上仅施加一个压力，例如将岩心放置在支撑台上，并在岩心的上方施加压向岩心的压力，岩心在受压时会受到支撑台的支撑，从而产生裂缝；当然以这种形式布置岩心时，压力的方向不局限于从上到下与挤压岩心，也可以沿斜向挤压岩心，但需要布置限位结构来保证岩心位置不动。

在其他实施例中，也可以在岩心的端部布置扫描电镜来观察端面上裂缝的变化情况，而不局限于使用光学显微镜。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.岩心制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）对取自于研究区域的岩心进行洗油；

2）将岩心的端面修整为平面；

3）对岩心进行饱和油/饱和水处理；

2.根据权利要求1所述的岩心制造方法，其特征在于：取用岩心时，从取自研究地区的岩柱的同一部位上取用至少两个以上的岩心，对各岩心进行洗油，然后测定各岩心的孔隙度、渗透率及饱和度。

3.根据权利要求1所述的岩心制造方法，其特征在于：通过在包裹岩心的薄膜外缠绕线/绳/带来箍紧岩心及薄膜。

4.根据权利要求1或2或3所述的岩心制造方法，其特征在于：薄膜由聚乙烯材料制成。

5.根据权利要求1或2或3所述的岩心制造方法，其特征在于：同时在岩心的相对两侧逐渐施加压力以在岩心中产生所需裂缝。

6.根据权利要求1或2或3所述的岩心制造方法，其特征在于：通过在岩心的端部布置光学显微镜来观察岩心端面上的裂缝。