一种微裂缝岩心模型的制备方法与流程

本发明涉及石油钻井技术领域，进一步地说，是涉及一种微裂缝岩心模型的制备方法。

背景技术：

在油气勘探过程中，通常会在重点井段通过取心工具，以钻取出岩心样品，可以通过实验进一步分析地层特点，为工程施工提供重要的技术指导，但受条件所限，在微裂缝发育井段，取心不完整或不充足，无法完成实验分析。因此，室内可根据地层特点，制作出模拟地层特点的岩心模型，开钻有针对性的实验研究，为油气勘探开发提供有力的技术支持。

公开号为cn104198238a的中国专利涉及一种裂缝性储层模型的制备方法，通过将岩样切成平滑的两部分，利用不锈钢支撑件填充，形成裂缝储层模型，该模型剖面光滑，裂缝宽度＞0.1mm。该模型平面光滑，不符合地层实际情况，且裂缝宽度受限。

公开号为cn101435331b的中国专利涉及一种裂缝性岩心的制作方法，通过将砂子、粘土合磷酸铝按照一定比例混合，放入模具，将锌片置于模拟位置，高温烧制，至锌片汽化后，制成模型。此裂缝岩心缝宽单一，制作工艺复杂。

公开号为cn102350724b的中国专利涉及一种模拟堵漏实验用带裂缝的人造岩心的制作方法，通过将石蜡板固定在模具内，再向模具中注入水泥混凝土砂浆，待水泥固化后，去除模具，再将岩心放入沸水中至石蜡融化，制成裂缝岩心。该方法不能完全模拟不同裂缝宽度的岩心。

因此，需要开发一种新的岩心模型适模拟不同的裂缝宽度。

技术实现要素：

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种微裂缝岩心模型的制备方法。通过控制微裂缝开度及分布形态，从而为模拟微裂缝地层封堵实验提供具有不同微裂缝开度以及裂缝形态的岩心模型。

本发明的目的是提供一种微裂缝岩心模型的制备方法。

包括：

a.选取岩心样品；

b.将选取的岩心沿轴线劈裂成两部分岩样，保持岩心劈裂面具有一定的粗糙度；

c.在其中一块岩样的剖面上布置至少两个用于支撑裂缝宽度的支撑件；

d.将第二块岩样至于放置支撑件的剖面上，使两块岩样按照原剖面相对接；

e.利用粘合剂将所制作的模型的结合处粘结密封固定，再将模型整体粘贴固定，以获得微裂缝岩心模型。

其中，优选：

所述支撑件由pet薄膜、锡纸或微米厚度的金属薄片制成；优选为pet薄膜；

所述支撑件的厚度在20-500μm之间。

所述支撑件为等厚长条状或楔形状，支撑件沿着岩心样品的长轴方向布置，支撑件的长度与岩心样品的长轴的长度相等。

所述粘合剂为环氧树脂胶或云石胶。

所述两块岩样的外部通过胶带粘贴密封固定。

所述的岩心样品为致密的天然或者人造岩心,岩心样品直径2.5cm、长度3～6cm。

本发明具体可采用下列技术方案实现：

1、一种微裂缝岩心模型的制备方法，包括：

a.选取岩心样品；

b.将选取的岩心沿轴线劈裂成两部分岩样，保持岩心劈裂面具有一定的粗糙度；

c.在其中一块岩样的剖面上布置至少两个用于支撑裂缝宽度的支撑件，通过控制支撑件的厚度及分布形态，以获取不同裂缝开度及形状的岩心；

d.将第二块岩样至于放置支撑件的剖面上，使两块岩样按照原剖面相对接；

e.利用粘合剂将所制作的模型的结合处粘结密封固定，再将模型整体粘贴固定，以获得微裂缝岩心模型。

2、在优选的实施方案中，所述支撑件由pet薄膜制成。

3、在优选的实施方案中，所述支撑件的厚度在20-500μm之间。

4、在优选的实施方案中，所述支撑件通过支撑两个劈裂的岩心样品，形成微裂缝，可以通过支撑件的不同排布方式，获得不同形态的微裂缝。

5、在优选的实施方案中，所述支撑件可以呈等厚长条状，也可为楔形状，且沿着岩心样品的长轴方向布置，其长度与岩心样品的长轴的长度相等。

6、在优选的实施方案中，所述粘合剂为环氧树脂胶或云石胶。

7、在优选的实施方案中，所述两块岩样的外部通过薄透明胶带粘贴密封固定。

8、在优选的实施方案中，所述的岩心样品为致密的天然或者人造岩心，岩心样品直径2.5cm、长度3～6cm。

其中a中选取的岩心样品可以为天然岩心，也可以为人造岩心。所述岩心样品为致密型孔隙型岩心。所述选取的岩心样品为圆柱型，是直径为2.5厘米、长度为3-6厘米的岩样。

将a中选取的岩心样品沿着轴向劈裂成切成两部分。在所述岩心样品劈开的剖面上，需保证一定的粗糙度。

在上述切开的任一一块岩心样品的剖面上布置支撑件，以使得所述两块岩样之间存在一定的间隙，形成开启的微裂缝。所述支撑件可为等厚的pet薄膜，也可为楔形状，厚度在20-500μm。所述支撑件在两个切开的岩心样品之间形成微裂缝，通过不同支撑件的组合和排布方式，获得不同形态的微裂缝。

将布置好支撑件的一块岩心与切下的另一块岩心剖面相对地重新拼接并固定，获得微裂缝岩心模型。两块岩心首先通过环氧树脂胶或云石胶进行密封粘合，再通过薄生胶带包裹固定，使其在实验中形状不变，且在侧壁上形成密封层。

本发明所述的一种微裂缝性岩心模型的制备方法，主要通过不同厚度的pet薄膜的对裂缝开度及裂缝形态进行精确控制，从而模拟具有不同裂缝开度及形态的微裂缝性岩心模型。其中所述支撑件的厚度与所述裂缝开度相对应。

使用本发明一种微裂缝岩心模型的制备方法的实验过程如下：

如图1所示，本发明一种微裂缝岩心模型使用的岩心样品剖切示意图，所述岩心样品可以使用巴西劈裂法沿轴向劈开，分为岩样1-1和岩样1-2。根据实验需要，沿岩样1-2剖面的轴线方向，放置2个与岩心等长等厚的长条状pet薄膜，岩样1-1和岩样1-2剖面之间的间隙可以模拟不同宽度的微裂缝。

如图2-2所示，利用支撑件形成楔形薄膜，如2-1，所述薄膜对两块岩样形成支撑作用，形成楔形缝2-2，模拟地层中裂缝扩张状态。

如图3所示，为楔形缝状微裂缝岩心模型示意图。在剖面上放置好支撑件后，岩样1-1与岩样1-2按照劈裂前状态拼接对齐，利用粘合剂对拼接处进行密封固定，形成微裂缝岩心1，并在岩心样品1外壁用生胶带包裹固定，以其在实验中保证密封性以及形态不变。3-1为楔形缝宽口端，3-2为楔形缝窄口端，4-1为岩心进口端面，4-2为岩心出口端面。

本发明所述的一种微裂缝岩心模型的制备方法获得的岩心在实验结束后，可以拆下包裹的生胶带，将两块岩样分离，并重新放置不同的支撑薄膜，进行重复试验，以提高实验效率。

对比现有的制备方法而言，如带裂缝的铁岩心，本发明所述的微裂缝岩心模型缝宽能够到20-500μm，且剖面粗糙，相对于光滑的铁岩心剖面，更好地模拟真实地层的微裂缝形态，且能重复利用。

附图说明

图1是本发明一种微裂缝岩心样品的剖面示意图；

图2-1本发明一种微裂缝岩心楔形支撑件剖面图；

图2-2楔形微裂缝；

图3本发明一种微裂缝岩心楔形缝模型结构示意图。

附图标记说明：

1-1岩样a；1-2岩样b；2-1等厚度等厚长条状支撑件；2-2楔形支撑件；3楔形微裂缝；3-1楔形缝宽口端，3-2楔形缝窄口端，4-1岩心进口端面，4-2岩心出口端面。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例

选取两块直径为2.5cm的致密天然岩心样品，一块直径为2.5cm的致密人造岩心样品，将岩心沿轴线劈裂开，在剖面上按图1所示的支撑件排布方式放置pet薄膜，所述薄膜与岩心样品长度一致，宽度均为0.5cm，薄膜的厚度为20μm，200μm，500μm，

选取一块直径为2.5cm的致密人造岩心样品，选用两个宽度均为0.5cm，进口厚度300μm，出口厚度100μm的楔形条，将准备好的两块岩心拼接起来，并用粘合剂密封，外壁用生胶带固定，形成微裂缝岩心模型。

通过上述方法形成的微裂缝岩心模型的开度为20μm，200μm，500μm，以及一个楔形缝。

选取裂缝开度为400μm、500μm的4块铁岩心作为对比。

堵漏浆配方：2％膨润土浆+2％100目超钙+2％400目云母粉+1％微米级短纤维

封堵评价方法：利用封堵模拟评价装置，将微裂缝岩心模型、铁岩心分别放入岩心夹持器，室温条件下，加围压至10mpa，在进口端注入堵漏浆后，施加8.0mpa驱替压力，维持10min，用量筒接收漏失液，记录下漏失量。实验结果见表1。

表1不同形式裂缝岩心封堵实验效果对比

从表1的实验结果可以看出，同一裂缝宽度下，粗糙面的微裂缝岩心的漏失量要比铁岩心的小，表明粗糙面的裂缝更加符合实际地层中裂缝的发育特点。

从本实施例的实验结果可以看出，本发明的微裂缝岩心能较好地模拟地层微裂缝开度及形态，可用于评价钻井液以及封堵材料的封堵效果。