CN111537298B - 一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件及制备方法,可承受高温高压流体的岩石薄片组件包括岩石薄片、第一高压管、第二高压管以及第一环氧树脂胶,第一高压管与所述岩石薄片的一端连接;第二高压管与所述岩石薄片的另一端连接;第一环氧树脂胶包覆于岩石薄片上。本发明提出的技术方案的有益效果是:通过在岩石薄片的两端分别连接第一高压管及第二高压管,并通过第一环氧树脂胶包覆岩石薄片,从而增强了岩石薄片耐温耐压能力,克服了现有的岩石薄片无法反映岩石中流体渗流过程的弊端,同时也克服了岩石模型不能真实反映岩石孔隙结构特征的弊端,实现了对岩石中高温高压流体微观可视化观测,为岩石中油、气、水富集机理研究提供便利。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探开发技术领域,尤其是涉及一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件及制备方法。
背景技术
通过流体渗流实验能够模拟流体在天然岩石中的渗流过程以及在介质中的运动规律,从而揭示油、气、水运移和赋存特征,因此流体渗流实验被广泛地运用于岩土、石油工程等领域的研究中。
传统的渗流模型实验主要分为岩石渗流模拟实验及岩石模型渗流模拟实验。岩石渗流模拟实验是以真实岩石(如岩心)作为研究对象,由于真实岩石不透明,因此无法直观观察到流体渗流过程;而岩石模型渗流模拟实验是以透明的岩石模型作为研究对象,可直观观察到流体渗流过程,但岩石模型与真实岩石的微观结构毕竟存在较大区别,因此难以真实地反映实际岩石中的流体渗流过程。
然而,不管是岩石渗流模拟实验还是岩石模型渗流模拟实验都是从宏观上反映岩石中流体渗流过程,都无法从微观上反映岩石中流体渗流过程。
通过显微镜对岩石薄片进行观察可以从微观上对岩石的结构进行研究,但由于现有的岩石薄片不能承受高温高压流体通过,因此无法通过现有的岩石薄片对岩石中流体渗流的微观过程进行研究。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种既能直观观察岩石中流体渗流过程,又克服了岩石模型不能真实反映岩石孔隙结构特征的弊端,还可对岩石中流体渗流的微观过程进行研究的流体渗流实验介质。
本发明提供了一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件,包括:岩石薄片、第一高压管、第二高压管以及第一环氧树脂胶,
所述第一高压管与所述岩石薄片的一端连接;
所述第二高压管与所述岩石薄片的另一端连接;
所述第一环氧树脂胶包覆于所述岩石薄片上。
本发明还提供了一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,包括如下步骤:
S1、获取待使用的岩石样品,并将获取的所述岩石样品磨制成预设尺寸大小的岩石薄片;
S2、采用第二环氧树脂胶对获取的岩石薄片的上表面和下表面进行密封处理;
S3、将上表面和下表面已密封的岩石薄片的两端分别与第一高压管及第二高压管连接;
S4、使连接有第一高压管和第二高压管的岩石薄片置于第一环氧树脂胶内,使所述第一环氧树脂胶固化,以获得可承受高温高压流体的岩石薄片组件。
与现有技术相比,本发明提出的技术方案的有益效果是:通过在岩石薄片的两端分别连接第一高压管及第二高压管,并通过第一环氧树脂胶包覆岩石薄片,从而增强了岩石薄片耐温耐压能力,克服了现有的岩石薄片无法反映岩石中流体渗流过程的弊端,同时也克服了岩石模型不能真实反映岩石孔隙结构特征的弊端,实现了对岩石中高温高压流体微观可视化观测,为岩石中油、气、水富集机理研究提供便利。
附图说明
图1是本发明提供的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的一实施例的俯视图;
图2是图1中的可承受高温高压流体的岩石薄片组件在A-A剖面的剖视图;
图3是本发明提供的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法的一实施例的流程示意图;
图4是图3中步骤S2的流程示意图;
图5是图3中步骤S3的流程示意图;
图6是图3中步骤S4的流程示意图;
图中:1-岩石薄片、2-第一高压管、3-第二高压管、4-第一环氧树脂胶。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参照图1和图2,本发明提供了一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件,包括岩石薄片1、第一高压管2、第二高压管3以及第一环氧树脂胶4。
请参照图1和图2,所述第一高压管2与所述岩石薄片1的一端连接;所述第二高压管3与所述岩石薄片1的另一端连接。
请参照图1和图2,所述第一环氧树脂胶4包覆于所述岩石薄片1上。
请参照图3,本发明还提供了一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,包括如下步骤:
S1、获取待使用的岩石样品,并将获取的所述岩石样品磨制成预设尺寸大小的岩石薄片,将磨好的岩石薄片用酒精清洗干净,在恒温加热平台上烤干备用,本实施例中,所述岩石薄片为圆片形,所述岩石薄片的厚度为0.35mm,所述岩石薄片的直径为2cm,岩石样品为砂岩岩心样品。
S2、采用第二环氧树脂胶对获取的岩石薄片的上表面和下表面进行密封处理;
S3、将上表面和下表面已密封的岩石薄片的两端分别与第一高压管及第二高压管连接;
S4、使连接有第一高压管和第二高压管的岩石薄片置于第一环氧树脂胶内,使所述第一环氧树脂胶固化,以获得可承受高温高压流体的岩石薄片组件。
具体地,请参照图4,所述步骤S2包括如下步骤:
S21、将第二环氧树脂A胶及第二环氧树脂B胶按照第一预设比例倒入烧杯中进行混合,得到第二环氧树脂胶混合物,其中,第二环氧树脂胶由第二环氧树脂A胶及第二环氧树脂B胶组成;本实施例中,对岩石薄片的上表面和下表面进行密封处理采用的第二环氧树脂胶的型号为168型。
优选地,所述第一预设比例为:
ma1:mb1=2:1
其中,ma1为第二环氧树脂A胶的质量,mb1为第二环氧树脂B胶的质量。本实施例中,第二环氧树脂A胶的质量为8克,第二环氧树脂B胶的质量为4克。
优选地,将装有第二环氧树脂A胶和第二环氧树脂B胶的烧杯放入真空干燥箱中加热第三预设时间,从而尽可能去除第二环氧树脂A胶和第二环氧树脂B胶内的空气,防止其对后续观察实验造成干扰,其中,所述真空干燥箱内的温度保持在第二预设温度。本实施例中,第三预设时间为30分钟,第二预设温度为30℃,真空干燥器的抽吸压力为20KPa。
S22、将第二环氧树脂胶混合物装入容器中,使第二环氧树脂胶混合物铺满容器的底壁,将容器放在恒温加热平台上,对容器进行加热,使容器内的第二环氧树脂胶混合物的温度保持在第一预设温度,并持续保持第一预设时间;本实施例中,取出1.2克第二环氧树脂胶混合物倒入容器内,容器的内腔为圆柱形,内腔高度为3厘米,内腔底面直径也为3厘米,第一预设时间为15分30秒至16分30秒,从而使第二环氧树脂胶混合物的粘度达到最佳值,既不会因粘度太小,造成在后续步骤中第二环氧树脂胶混合物进入岩石薄片的孔隙内,也不会因粘度太大,造成在后续步骤中无法有效固定岩石薄片。
S23、将获取的岩石薄片投入到容器内,并使岩石薄片浮在容器内的第二环氧树脂胶混合物的上表面上,接着用镊子轻轻按压岩石薄片,以排出岩石薄片的下表面与第二环氧树脂胶混合物上表面之间的空气后,继续对容器进行加热,使容器内的第二环氧树脂胶混合物的温度保持在第一预设温度,并持续保持第二预设时间,以使容器内的第二环氧树脂胶混合物充分固化;本实施例中,第一预设温度为75℃,第二预设时间为90分钟。
S24、取出固化后的第二环氧树脂胶混合物,沿着岩石薄片的边缘对固化后的第二环氧树脂胶混合物进行剪切,以去除岩石薄片边缘以外的第二环氧树脂胶混合物;
S25、重复步骤S22-S24,以通过第二环氧树脂胶混合物对岩石薄片未密封的另一面进行密封处理,并裁减掉岩石薄片边缘以外的第二环氧树脂胶混合物。
具体地,请参照图5,所述步骤S3包括如下步骤:
S31、将第一高压管的一端打磨成第一安装槽,将第二高压管的一端打磨成第二安装槽,再将岩石薄片的两端分别插入第一安装槽及第二安装槽内;本实施例中,第一安装槽及第二安装槽均为鸭嘴形,槽深2~3毫米,从而可正好夹持住岩石薄片,第一高压管和第二高压管的外径均为3毫米,第一高压管和第二高压管的长度均为750毫米。
S32、在第一高压管与岩石薄片的连接处以及第二高压管与岩石薄片的连接处分别涂抹第三环氧树脂,以对第一高压管和第二高压管与岩石薄片的连接处进行密封处理,本实施例中,第三环氧树脂的型号是CX2001型。
具体地,请参照图6,所述步骤S4包括如下步骤:
S41、第一环氧树脂胶由第一环氧树脂A胶和第一环氧树脂B胶组成,将第一环氧树脂A胶及第一环氧树脂B胶按照第二预设比例倒入烧杯中进行混合,得到第一环氧树脂胶混合物;本实施例中,第一环氧树脂胶的型号为CC2001型,该型号的环氧树脂胶完全固化后可承受高温高压的条件。
优选地,所述第二预设比例为:
ma2:mb2=3:1
其中,ma2为第一环氧树脂A胶的质量,mb2为第一环氧树脂B胶的质量。本实施例中,第一环氧树脂A胶的质量为27克,第一环氧树脂B胶的质量为9克。
优选地,将装有第一环氧树脂A胶和第一环氧树脂B胶的烧杯放入真空干燥箱中加热第六预设时间,从而尽可能去除第一环氧树脂A胶和第一环氧树脂B胶内的空气,防止其对后续观察实验造成干扰,其中,所述真空干燥箱内的温度保持在第四预设温度。本实施例中,第六预设时间为30分钟,第四预设温度为30℃。
S42、将连接有第一高压管和第二高压管的岩石薄片置于模具内,再将第一环氧树脂胶混合物倒入模具内,使第一环氧树脂胶混合物完全将岩石薄片包覆住,将模具放在恒温加热平台上,对模具进行加热,使模具内的第一环氧树脂胶混合物的温度保持在第三预设温度,并持续保持第四预设时间;本实施例中,第三预设温度为75℃,第四预设时间为4小时,模具的内径为50毫米,深度为10毫米。
S43、停止对模具进行加热,使模具内的第一环氧树脂胶混合物在室温下固化,并持续保持第五预设时间后,待第一环氧树脂胶混合物完全固化后剥离掉模具,以获得可承受高温高压流体的岩石薄片组件。本实施例中,第五预设时间为20小时。
在获得本发明提供的可承受高温高压流体的岩石薄片组件之后,将第一高压管与高压泵的出口连接,在高压泵的进口处注入高温流体,高温流体在高压泵的驱动下进入岩石薄片内的孔隙,并最终从第二高压管流出,将岩石薄片组件置于体式显微镜下,即可从微观上观察到岩石中高温高压流体的微观渗流过程。
应当理解的是,虽然图3-图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。
综上所述,本发明通过在岩石薄片1的两端分别连接第一高压管2及第二高压管3,并通过第一环氧树脂胶4包覆岩石薄片1,从而增强了岩石薄片1耐温耐压能力,克服了现有的岩石薄片无法反映岩石中流体渗流过程的弊端,同时也克服了岩石模型不能真实反映岩石孔隙结构特征的弊端,实现了对岩石中高温高压流体微观可视化观测,为岩石中油、气、水富集机理研究提供便利。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,其特征在于,
所述可承受高温高压流体的岩石薄片组件包括:岩石薄片、第一高压管、第二高压管以及第一环氧树脂胶,
所述第一高压管与所述岩石薄片的一端连接;
所述第二高压管与所述岩石薄片的另一端连接;
所述第一环氧树脂胶包覆于所述岩石薄片上;
所述可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法包括如下步骤:
S1、获取待使用的岩石样品,并将获取的所述岩石样品磨制成预设尺寸大小的岩石薄片;
S2、采用第二环氧树脂胶对获取的岩石薄片的上表面和下表面进行密封处理;
S3、将上表面和下表面已密封的岩石薄片的两端分别与第一高压管及第二高压管连接;
S4、使连接有第一高压管和第二高压管的岩石薄片置于第一环氧树脂胶内,使所述第一环氧树脂胶固化,以获得可承受高温高压流体的岩石薄片组件;
其中,所述步骤S2包括如下步骤:
S21、将第二环氧树脂A胶及第二环氧树脂B胶按照第一预设比例倒入烧杯中进行混合,得到第二环氧树脂胶混合物,其中,第二环氧树脂胶由第二环氧树脂A胶及第二环氧树脂B胶组成;
S22、将第二环氧树脂胶混合物装入容器中,使第二环氧树脂胶混合物铺满容器的底壁,对容器进行加热,使容器内的第二环氧树脂胶混合物的温度保持在第一预设温度,并持续保持第一预设时间;
S23、将获取的岩石薄片投入到容器内,并使岩石薄片浮在容器内的第二环氧树脂胶混合物的上表面上,接着按压岩石薄片,以排出岩石薄片的下表面与第二环氧树脂胶混合物上表面之间的空气后,继续对容器进行加热,使容器内的第二环氧树脂胶混合物的温度保持在第一预设温度,并持续保持第二预设时间,以使容器内的第二环氧树脂胶混合物充分固化;
S24、取出固化后的第二环氧树脂胶混合物,沿着岩石薄片的边缘对固化后的第二环氧树脂胶混合物进行剪切,以去除岩石薄片边缘以外的第二环氧树脂胶混合物;
S25、重复步骤S22-S24,以通过第二环氧树脂胶混合物对岩石薄片未密封的另一面进行密封处理,并裁减掉岩石薄片边缘以外的第二环氧树脂胶混合物;
所述步骤S4包括如下步骤:
S41、将第一环氧树脂A胶及第一环氧树脂B胶按照第二预设比例倒入烧杯中进行混合,得到第一环氧树脂胶混合物,其中,第一环氧树脂胶由第一环氧树脂A胶和第一环氧树脂B胶组成;
S42、将连接有第一高压管和第二高压管的岩石薄片置于模具内,再将第一环氧树脂胶混合物倒入模具内,使第一环氧树脂胶混合物完全将岩石薄片包覆住,对模具进行加热,使模具内的第一环氧树脂胶混合物的温度保持在第三预设温度,并持续保持第四预设时间;
S43、停止对模具进行加热,使模具内的第一环氧树脂胶混合物在室温下固化,并持续保持第五预设时间后,待第一环氧树脂胶混合物完全固化后剥离掉模具,以获得可承受高温高压流体的岩石薄片组件。
2.如权利要求1所述的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,其特征在于,所述第一预设比例为:
m a1:m b1= 2:1
其中,m a1为第二环氧树脂A胶的质量,m b1为第二环氧树脂B胶的质量。
3.如权利要求1所述的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,其特征在于,所述步骤S21还包括:
将装有第二环氧树脂A胶和第二环氧树脂B胶的烧杯放入真空干燥箱中加热第三预设时间,其中,所述真空干燥箱内的温度保持在第二预设温度。
4.如权利要求1所述的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,其特征在于,所述步骤S3包括如下步骤:
S31、将第一高压管的一端打磨成第一安装槽,将第二高压管的一端打磨成第二安装槽,再将岩石薄片的两端分别插入第一安装槽及第二安装槽内;
S32、在第一高压管与岩石薄片的连接处以及第二高压管与岩石薄片的连接处分别涂抹第三环氧树脂。
5.如权利要求1所述的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,其特征在于,所述第一环氧树脂胶的型号为CC2001型。
6.如权利要求1所述的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,其特征在于,所述第二预设比例为:
m a2:m b2= 3:1
其中,m a2为第一环氧树脂A胶的质量,m b2为第一环氧树脂B胶的质量。
7.如权利要求1所述的可承受高温高压流体的岩石薄片组件的制备方法,其特征在于,所述步骤S41还包括:
将装有第一环氧树脂A胶和第一环氧树脂B胶的烧杯放入真空干燥箱中加热第六预设时间,其中,所述真空干燥箱内的温度保持在第四预设温度。
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