CN111220518B - 致密油气岩心模型制造方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种致密油气岩心模型制造方法及装置，其中该方法包括：3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间相互交叉；在柱状结构侧表面植入微传感器和引线；将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙；对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。本发明中利用基于微传感器技术的致密油气岩心模型制造方法制造出的岩心模型，能够在进行微观渗流实验时对岩心模型孔隙中的渗流参数进行测量，得到的渗流参数监测值准确率高，有利于实现致密油气储层的微观流动规律的精准分析。
Description
技术领域
本发明涉及致密油气开发实验技术领域，尤其涉及一种致密油气岩心模型制造方法及装置。
背景技术
微观渗流实验是致密油气开发领域机理研究的重要实验，其核心内容是观察岩心模型内流体的渗流过程，从而掌握致密油气储层的微观流动规律。
在现有技术中，可以采用3D打印的岩心模型进行微观渗流实验，将岩心模型置于岩心夹持系统中，从岩心模型一端注入流体，在岩心模型的另一端监测流体排出的速度、压力等渗流参数，从而分析致密油气储层的微观流动规律。但是，采用这种岩心模型进行微观渗流实验所获得的渗流参数监测值不准确，无法精准分析出致密油气储层的微观流动规律。
发明内容
本发明实施例提供一种致密油气岩心模型制造方法，用以制造致密油气岩心模型，提高微观渗流实验中渗流参数监测值的准确性，该方法包括：
3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间相互交叉；
在柱状结构侧表面植入微传感器和引线；
将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙；
对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。
本发明实施例提供一种致密油气岩心模型制造装置，用以制造致密油气岩心模型，提高微观渗流实验中渗流参数监测值的准确性，该装置包括：
3D打印机，用于3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间相互交叉；
机械手，用于在柱状结构侧表面植入微传感器和引线；
模具填充器，用于将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙；
树脂加热器，用于对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。
相较于现有3D打印的岩心模型，本发明实施例通过3D打印初始岩心模型，在柱状结构侧表面植入微传感器和引线，将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，然后对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。利用本发明提供的致密油气岩心模型制造方法制造出的岩心模型，能够在进行微观渗流实验时对岩心模型孔隙中的渗流参数进行测量，得到的渗流参数监测值准确率高，有效克服了现有3D打印的岩心模型进行微观渗流实验时存在渗流参数监测值不准确的问题，有利于实现致密油气储层的微观流动规律的精准分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中致密油气岩心模型制造方法流程图；
图2A-图2D为本发明实施例中致密油气岩心模型制造方法示意图；
图3A-图3D为本发明实施例中另一致密油气岩心模型制造方法示意图；
图4为本发明实施例中致密油气岩心模型制造装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
为了提高微观渗流实验中渗流参数监测值的准确性，实现致密油气储层的微观流动规律的精准分析，本发明实施例提供一种致密油气岩心模型制造方法，如图1所示，该方法可以包括：
步骤101、3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间相互交叉；
步骤102、在柱状结构侧表面植入微传感器和引线；
步骤103、将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙；
步骤104、对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。
由图1所示可以得知，本发明实施例通过3D打印初始岩心模型，在柱状结构侧表面植入微传感器和引线，将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，然后对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。利用本发明提供的致密油气岩心模型制造方法制造出的岩心模型，能够在进行微观渗流实验时对岩心模型孔隙中的渗流参数进行测量，得到的渗流参数监测值准确率高，有效克服了现有3D打印的岩心模型进行微观渗流实验时存在渗流参数监测值不准确的问题，有利于实现致密油气储层的微观流动规律的精准分析。
具体实施时，3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间相互交叉。
需要说明的是，3D打印的初始岩心模型为树脂材料，经过加热之后能够气化并挥发。
实施例中，初始岩心模型的每个柱状结构的半径可以是50nm～500μm之间的任意值，柱状结构之间相互交叉，交叉的角度可以是0度～360度之间的任意值。
实施例中，采用双光子激光直写3D打印技术打印所述初始岩心模型。双光子激光直写3D打印技术是利用超快激光器使光敏材料产生双光子聚合反应，从而打印出岩心模型。其中，双光子激光直写3D打印技术的打印精度可以为80nm-200nm之间的任意值。
具体实施时，在柱状结构侧表面植入微传感器和引线。发明人发现，在现有技术中采用3D打印的岩心模型直接进行微观渗流实验，将岩心模型置于岩心夹持系统中，从岩心模型一端注入流体，在岩心模型的另一端监测流体排出的速度、压力等渗流参数，从而分析致密油气储层的微观流动规律。但是，采用这种岩心模型进行微观渗流实验所获得的渗流参数监测值不准确，无法精准分析出致密油气储层的微观流动规律。因此，本发明实施例在3D打印的初始岩心模型内部植入了微传感器和引线，能够在进行微观渗流实验时对岩心模型孔隙中的渗流参数进行测量，得到的渗流参数监测值准确率高，有效克服了现有3D打印的岩心模型进行微观渗流实验时存在渗流参数监测值不准确的问题，有利于实现致密油气储层的微观流动规律的精准分析。
实施例中，微传感器可以测量的渗流参数包括：流体速度、流体PH值、流体黏度或流体压力其中之一或任意组合。
具体实施时，将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙。
实施例中，填充材料包括：金属、陶瓷或玻璃其中之一或任意组合。
具体实施时，对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。
需要说明的是，通过对经过填充的岩心模型进行热处理，树脂材料的初始岩心模型气化并挥发，填充材料不会发生变化，由此获得具有孔隙结构的致密油气岩心模型。
实施例中，可以先在柱状结构侧表面植入微传感器和引线，然后将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，也可以先将初始岩心模型放置于柱状模具中，利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，然后在柱状结构侧表面植入微传感器和引线，如图2A-图2D和图3A-图3D所示。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种致密油气岩心模型制造装置，如下面的实施例所述。由于这些解决问题的原理与致密油气岩心模型制造方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图4为本发明实施例中致密油气岩心模型制造装置的结构图，如图4所示，该装置包括：
3D打印机401，用于3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间以任意角度相互交叉；
机械手402，用于在柱状结构侧表面植入微传感器和引线；
模具填充器403，用于将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙；
树脂加热器404，用于对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。
一个实施例中，3D打印机401进一步用于，采用双光子激光直写3D打印技术打印所述初始岩心模型。
一个实施例中，双光子激光直写3D打印技术的打印精度为80nm-200nm。
一个实施例中，微传感器测量的渗流参数包括：流体速度、流体PH值、流体黏度或流体压力其中之一或任意组合。
一个实施例中，填充材料包括：金属、陶瓷或玻璃其中之一或任意组合。
一个实施例中，借助聚焦离子束扫描电镜对初始岩心模型进行放大，并利用机械手402将微传感器和引线植入柱状结构侧表面。
一个实施例中，利用树脂加热器404对经过填充的岩心模型进行热处理，使得树脂材料的初始岩心模型气化并挥发，填充材料不会发生变化，由此获得具有孔隙结构的致密油气岩心模型。
综上所述，本发明实施例通过3D打印初始岩心模型，在柱状结构侧表面植入微传感器和引线，将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，然后对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型。利用本发明提供的致密油气岩心模型制造方法制造出的岩心模型，能够在进行微观渗流实验时对岩心模型孔隙中的渗流参数进行测量，得到的渗流参数监测值准确率高，有效克服了现有3D打印的岩心模型进行微观渗流实验时存在渗流参数监测值不准确的问题，有利于实现致密油气储层的微观流动规律的精准分析。
实施例中，在3D打印的初始岩心模型内部植入了微传感器和引线，能够在进行微观渗流实验时对岩心模型孔隙中的渗流参数进行测量，得到的渗流参数监测值准确率高，有效克服了现有3D打印的岩心模型进行微观渗流实验时存在渗流参数监测值不准确的问题，有利于实现致密油气储层的微观流动规律的精准分析。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、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例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡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 (10)
1.一种致密油气岩心模型制造方法，其特征在于，包括：
3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间相互交叉；
在柱状结构侧表面植入微传感器和引线；
将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙；
对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型，其中，先在柱状结构侧表面植入微传感器和引线，然后将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，或，先将初始岩心模型放置于柱状模具中，利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，然后在柱状结构侧表面植入微传感器和引线。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用双光子激光直写3D打印技术打印所述初始岩心模型。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述双光子激光直写3D打印技术的打印精度为80nm-200nm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微传感器测量的渗流参数包括：流体速度、流体PH值、流体黏度或流体压力其中之一或任意组合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充材料包括：金属、陶瓷或玻璃其中之一或任意组合。
6.一种基于微传感器技术的致密油气岩心模型制造装置，其特征在于，包括：
3D打印机，用于3D打印初始岩心模型，所述初始岩心模型包括至少两个柱状结构，且柱状结构之间相互交叉；
机械手，用于在柱状结构侧表面植入微传感器和引线；
模具填充器，用于将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙；
树脂加热器，用于对经过填充的岩心模型进行热处理，获得致密油气岩心模型，其中，先在柱状结构侧表面植入微传感器和引线，然后将初始岩心模型放置于柱状模具中，并利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，或，先将初始岩心模型放置于柱状模具中，利用填充材料填充柱状模具中除柱状结构之外的空隙，然后在柱状结构侧表面植入微传感器和引线。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，采用双光子激光直写3D打印技术打印所述初始岩心模型。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述双光子激光直写3D打印技术的打印精度为80nm-200nm。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微传感器测量的渗流参数包括：流体速度、流体PH值、流体黏度或流体压力其中之一或任意组合。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述填充材料包括：金属、陶瓷或玻璃其中之一或任意组合。
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