本发明涉及实验室岩心分析领域，特别涉及一种用于岩心分析的砾岩样品制备方法及用于岩心分析的砾岩样品。
背景技术
作为我国油气储层的重要类型，砾岩是地质学家研究的主要对象，特别是近期，伴随着准噶尔盆地环玛湖地区砾岩大油区及渤海湾盆地东营凹陷北坡砾岩规模储量区的发现，以砾岩为核心的粗粒沉积体系成为重要的研究领域。
岩心分析是储层评价的基础，从实验室研究看，岩心分析主要包括物性分析、含油饱和度分析、相渗实验分析等，因此岩心分析结果不仅是有利储层优选的重要依据，而且关系到油气资源评价，因此受到普遍关注。
目前，岩心分析要求样品具有规则的形状，按照石油天然气行业标准sy/t5336-2006，一般多为直径为2.54cm或者3.8cm的小圆柱。砾岩储层不同于常规的砂岩储层，由于粒度大、泥质杂基含量高，导致砾岩储层比较疏松，极易发生掉粒、破裂等问题，导致直径为2.54cm或3.8cm的柱塞样品极难制备，同时实验过程中也无法加载围压，因此如何制备符合岩心分析要求的样品成为困扰砾岩评价的难题。
利用特定的化学物质对样品进行胶结是目前主流的砾岩样品制造方法，其中常用的胶结剂包括环氧树脂、502胶水或者石蜡，操作过程相对简单，一般是将样品置于胶结剂中，待胶结剂完全固化后，将样品取出用于样品分析。但是，上述方法具有很大的缺陷：
首先，胶结剂对样品具有很强的渗透性，特别是502胶水与石蜡，进入样品后会堵塞一部分孔喉空间，影响岩心分析结果；
其次，胶结剂对样品进行了全面的固化处理，由于胶结剂与岩心力学性质存在差异，导致岩心端面在应力作用下容易产生裂缝。环氧树脂对样品的包埋效果优于502胶水与石蜡，但环氧树脂包埋后样品进行油水驱替实验时，由于夹持器两端为刚性堵头，端面处环氧树脂与岩心在高压条件下会发生不同尺度的位移与变形，导致样品破坏。
基于此，本次发明旨在创造一种用于岩心分析的砾岩样品制备方法及用于岩心分析的砾岩样品，以克服现有技术存在的缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于岩心分析的砾岩样品制备方法及用于岩心分析的砾岩样品，能够有效防止实验过程中砾岩样品的掉粒、破裂等问题，为砾岩储层评价与渗流机理提供技术支撑。
为达到上述目的，本发明提出一种用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，所述制备方法包括：
步骤1，观测待测的砾岩岩心，确定所述砾岩岩心的两个端面，两个所述端面平行设置；
步骤2，使环氧树脂包埋在所述砾岩岩心外并固化形成第一环氧树脂保护套；
步骤3，沿平行于所述端面的方向切割所述砾岩岩心的两端，使所述砾岩岩心的两端分别露出新鲜的岩心形成岩心切割面；
步骤4，在两个所述岩心切割面上分别安装导流装置，所述的导流装置包括导流片与导流接头，使所述导流片的一表面与所述岩心切割面固定连接，所述导流片的另一表面固设有所述导流接头，所述的导流片上开设有与所述导流接头连通的贯通孔；
步骤5，使环氧树脂包埋在所述第一环氧树脂保护套外和两个所述导流片外并固化形成第二环氧树脂保护套，所述导流接头贯穿所述第二环氧树脂保护套。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，所述步骤1中还包括，测量所述端面，获得所述端面的最大外切圆的直径。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，所述第一环氧树脂保护套的外径大于所述最大外切圆的直径2mm。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，所述导流片呈圆片状，且所述导流片的直径为所述第一环氧树脂保护套外径的60％～80％。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，所述步骤2包括：
步骤21，将环氧树脂在120℃内融化，降至20℃后注入一期包埋容器中；
步骤22，向环氧树脂内加入固化剂，并搅拌均匀；
步骤23，将所述砾岩岩心放入所述一期包埋容器中，使所述砾岩岩心的端面与所述一期包埋容器的轴线垂直设置，并保证所述砾岩岩心完全被环氧树脂浸没；
步骤24，所述环氧树脂在常温下完成固化形成所述第一环氧树脂保护套，固化时间为48小时。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，在所述步骤3中，切割时使用航空煤油作为冷却介质；切割完成后，用滤纸将所述岩心切割面的航空煤油擦拭干净，再将切割后的所述砾岩岩心置于烘箱中，设置所述烘箱的温度70℃，所述烘箱的加热时间15分钟。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，在所述步骤4中，所述导流片的外缘通过密封胶水与所述岩心切割面或所述第一环氧树脂保护套密封地连接。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，所述密封胶水最高耐受温度不低于120℃，所述密封胶水的最高耐受压力不低于50mpa。
如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，其中，所述导流片与所述岩心切割面之间通过固定螺丝固定连接。
本发明还提出一种用于岩心分析的砾岩样品，通过如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法制备而成，其中，所述用于岩心分析的砾岩样品包括由内向外依次套设的：
砾岩岩心，呈柱状，所述砾岩岩心的两端分别安装有导流片，所述导流片沿垂直于所述砾岩岩心的轴线设置，所述导流片具有朝向所述砾岩岩心的第一表面和背向所述砾岩岩心的第二表面，所述第一表面与所述砾岩岩心的端面固定连接，所述第二表面固设有导流接头，所述导流接头呈管状且具有沿所述导流接头的轴线贯通的导流腔，所述导流片上开设有与所述导流接头对应配合的贯通孔；
第一环氧树脂保护套，套设在所述砾岩岩心外，所述第一环氧树脂保护套的内壁与所述砾岩岩心的外壁密封地连接；
第二环氧树脂保护套，套设在所述第一环氧树脂保护套外，所述第二环氧树脂保护套的内壁与所述第一环氧树脂保护套的外壁密封地连接，所述第二环氧树脂保护套的两端均封闭并形成封堵部，所述封堵部与所述导流片密封地连接，所述导流接头贯穿所述封堵部。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：
本发明提出的用于岩心分析的砾岩样品制备方法及用于岩心分析的砾石样品，利用第一环氧树脂保护套对砾岩岩心进行基本保护，利用第二环氧树脂保护套将导流装置与砾岩岩心完全包埋并结合在一起，使制备完成后的砾岩样品其承压面全部为环氧树脂，这样，导流装置与砾岩岩心受力一致，保证了整个系统的力学平衡性，有效防止高压试验过程中样品的破裂。
利用本发明提出的用于岩心分析的砾岩样品制备方法对黏土杂基、凝灰质含量较高、易松散、掉粒或已破裂的砾岩岩心进行前期处理，能够有效防止实验过程中砾岩样品的掉粒、破裂等问题，为砾岩储层评价与渗流机理提供技术支撑。
本发明提出的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，在岩心切割面上固设有导流片，利用导流片均匀分散流体的压力，避免流体压力直接作用到疏松易断裂的岩心切割面，最大限度避免了砾岩岩心在实验过程中的损伤。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明中用于岩心分析的砾岩样品制备方法的流程图；
图2为本发明中用于岩心分析的砾岩样品的结构示意图；
图3为本发明中用于岩心分析的砾岩样品的横切面图；
图4为本发明中用于岩心分析的砾岩样品的纵切面图。
附图标记说明：
100、用于岩心分析的砾岩样品；10、砾岩岩心；
20、第一环氧树脂保护套；30、第二环氧树脂保护套；
40、导流片；50、导流接头；
60、固定螺丝。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
如图1所示，本发明提出的用于岩心分析的砾岩样品制备方法包括：
步骤1，观测待测定的砾岩岩心10，确定砾岩岩心10的两个端面(进口端面和出口端面)，两个端面平行设置；
步骤2，使环氧树脂包埋在砾岩岩心10外并固化形成第一环氧树脂保护套20；
步骤3，沿平行于端面的方向切割砾岩岩心10的两端，使砾岩岩心10的两端分别露出新鲜的岩心形成岩心切割面；
步骤4，在两个岩心切割面上分别安装导流装置，导流装置包括导流片40与导流接头50，使导流片40的一表面与岩心切割面固定连接，导流片40的另一表面固设有导流接头50，导流片40上开设有与导流接头50连通的贯通孔；
步骤5，使环氧树脂包埋在第一环氧树脂保护套20外和两个导流片40外并固化形成第二环氧树脂保护套30，导流接头50贯穿第二环氧树脂保护套30。
本发明提出的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，利用第一环氧树脂保护套20对砾岩岩心10进行基本保护，利用第二环氧树脂保护套30将导流装置与砾岩岩心10完全包埋并结合在一起，使制备完成后的砾岩样品其承压面全部为环氧树脂，这样，导流装置与砾岩岩心受力一致，保证了整个系统的力学平衡性，有效防止高压试验过程中样品的破裂。
利用本发明提出的用于岩心分析的砾岩样品制备方法对黏土杂基、凝灰质含量较高、易松散、掉粒或已破裂的砾岩岩心进行前期处理，能够有效防止实验过程中砾岩样品的掉粒、破裂等问题，为砾岩储层评价与渗流机理提供技术支撑。
本发明提出的用于岩心分析的砾岩样品制备方法，在岩心切割面上固设有导流片40，利用导流片40均匀分散流体的压力，避免流体压力直接作用到疏松易断裂的岩心切割面，最大限度避免了砾岩岩心在实验过程中的损伤。
在本发明一个可选的例子中，在步骤1中，观测待测定的砾岩岩心，确定砾岩岩心的两个端面(进口端和出口端)的具体操作过程均可以根据具体的岩心分析项目要求及石油天然气行业标准要求，采用现有技术实现，在此不进行赘述。
在本发明一个可选的例子中，步骤1中还包括，利用游标卡尺测定砾岩岩心端面的岩心尺寸，获得端面的最大外切圆的直径。
进一步的，根据最大外切圆的直径确定用于环氧树脂包埋的容器(一期包埋容器和二期包埋容器)的尺寸，一期包埋容器和二期包埋容器均为具有圆柱形容置腔的容器，并且容置腔的直径可调节，容置腔直径的调节范围为2cm～10cm。其中，一期包埋容器其容置腔的内径比最大外切圆直径大2mm(这样，第一环氧树脂保护套20的外径大于最大外切圆的直径2mm)；二期包埋容器其容置腔的内径则按照石油天然气行业标准确定，具体标准如下：砾岩岩心直径不大于2cm，二期包埋容器其容置腔的内径确定为2.54cm；砾岩岩心直径不超过3.5cm，二期包埋容器其容置腔的内径确定为3.8cm；砾岩岩心直径不超过9.5cm，二期包埋容器其容置腔的内径确定为10cm；砾岩岩心直径为10cm，二期包埋容器其容置腔的内径确定为15cm。
在本发明一个可选的例子中，第一环氧树脂保护套20的外径大于最大外切圆的直径2mm。
优选的，导流片40呈圆片状，且导流片的直径为第一环氧树脂保护套20外径的60％～80％。
在本发明一个可选的例子中，步骤2具体包括：
步骤21，将环氧树脂在120℃内融化，待环氧树脂降至20℃后，将环氧树脂注入一期包埋容器中；
步骤22，向环氧树脂内加入固化剂，并搅拌均匀；
步骤23，将砾岩岩心10放入一期包埋容器中，使砾岩岩心的端面(进口端面与出口端面)与一期包埋容器的轴线垂直设置，并保证砾岩岩心10完全被环氧树脂浸没；
步骤24，在常温下完成环氧树脂固化形成第一环氧树脂保护套20，固化时间为48小时。
在本发明一个可选的例子中，在步骤3中，切割时使用航空煤油作为冷却介质；切割完成后，用滤纸将岩心切割面的航空煤油擦拭干净，再将切割后的砾岩岩心10置于烘箱中，设置烘箱的温度70℃，烘箱的加热时间15分钟，以全面去除砾岩岩心10其岩心切割面和砾岩岩心10内部可能浸染的航空煤油。切割时使用航空煤油一方面考虑其良好的润滑性能，另一方面主要是为了防止砾岩岩心10中黏土矿物发生遇水膨胀反应，导致砾岩岩心10破坏。
在步骤3中，可以利用机械切割机将砾岩岩心10的两个端面切平，要求砾岩岩心10的两端须露出砾岩岩心10其岩心的新鲜面，机械切割机及切割方式均采用现有技术，在此不进行赘述。
在本发明一个可选的例子中，导流片40与岩心切割面之间通过固定螺丝60固定连接，以保证导流片40与岩心切割面紧密贴合。
进一步的，在步骤4中，导流片40的外缘还通过密封胶水与岩心切割面密封地连接，最大限度地减少后续包埋过程中环氧树脂对岩心切割面(也是导流面)的封堵。其中，密封胶水可以采用现有技术，在此不进行赘述。
优先的，密封胶水最高耐受温度不低于120℃，密封胶水的最高耐受压力不低于50mpa。
在本发明一个可选的例子中，导流接头50与导流片40可以采用一体化成形技术制备而成，导流接头50设置在导流片40的中心(圆心)处，同时，导流片40与砾岩岩心10同轴设置，以避免流体进入岩心切割面时偏于一侧引发渗流路径偏移误差。
在本发明一个可选的例子中，步骤5中，环氧树脂固化形成第二环氧树脂保护套的操作过程与步骤2基本相同，在环氧树脂固化过程中，固定螺丝60、导流片40与第一环氧树脂保护套20均全部浸入环氧树脂中，两端的导流接头50露出环氧树脂中不进行包埋。
本发明还提出一种用于岩心分析的砾岩样品100，通过如上所述的用于岩心分析的砾岩样品制备方法制备而成，如图2至图4所示，该用于岩心分析的砾岩样品100包括由内向外依次套设的砾岩岩心10、第一环氧树脂保护套20和第二环氧树脂保护套30，具体的，砾岩岩心10呈柱状，砾岩岩心10的两端分别安装有导流装置，导流装置包括导流片40和导流接头50，导流片40沿垂直于砾岩岩心10的轴线设置，导流片40具有朝向砾岩岩心10的第一表面和背向砾岩岩心的第二表面，第一表面紧密贴合在砾岩岩心10的端面上并与砾岩岩心10固定连接，第二表面固设有导流接头50，导流接头50呈管状且具有沿导流接头50的轴线贯通的导流腔，导流片40上开设有与导流接头对应配合的贯通孔，贯通孔连通砾石样品和导流腔；第一环氧树脂保护套20套设在砾岩岩心10外，第一环氧树脂保护套20的内壁与砾岩岩心10的外壁密封地连接；第二环氧树脂保护套30套设在第一环氧树脂保护套20外，第二环氧树脂保护套30的内壁与第一环氧树脂保护套20的外壁密封地连接，第二环氧树脂保护套30的两端封闭并形成封堵部，封堵部与导流片40密封地连接，导流接头50贯穿封堵部。
在一个可选的例子中，用于岩心分析的砾岩样品制备方法的具体过程如下：
首先，取出并观察待测定的砾岩岩心10(岩心样品)，根据岩心分析项目要求，确定砾岩岩心10的两端面(进口端面和出口端面)；而后，利用游标卡尺测定砾岩岩心10端面的岩心尺寸，确定平行端面的最大外切圆直径；
然后，根据最大外切圆直径确定用于环氧树脂包埋的圆柱形包埋容器(一期包埋容器和二期包埋容器)胶结的尺寸，用于环氧树脂包埋的圆柱形包埋容器直径可调节，调节范围为2cm～10cm，其中一期包埋容器直径比砾岩岩心最大外切圆直径大2mm，二期包埋容器直径则按照石油天然气行业标准确定，具体标准如下：砾岩岩心直径不大于2cm，二期包埋容器直径确定为2.54cm；砾岩岩心直径不超过3.5cm，二期包埋容器直径确定为3.8cm；砾岩岩心直径不超过9.5cm，二期包埋容器直径确定为10cm；砾岩岩心直径为10cm，第二期包埋圆柱形容器直径确定为15cm；
之后，将环氧树脂在120℃内融化，降至20℃后注入一期包埋容器中，加入固化剂，搅拌均匀，然后将砾岩岩心沿端面垂直于一期包埋容器轴线的方向放入一期包埋容器中，保证砾岩岩心完全被环氧树脂浸没，常温下完成固化，在砾岩岩心10外形成第一环氧树脂保护套20，一般固化时间为48小时；常温固化的目的是最大程度减小包埋过程中环氧树脂对砾岩岩心的渗入作用，保护砾岩岩心中的流体不再散失；其中，本发明中所使用的环氧树脂、固化剂及常温固化方法均为现有技术，在此不进行赘述；
之后，待环氧树脂完全固化后，取出被第一环氧树脂保护套20包埋的砾岩岩心10；利用机械切割机将被第一环氧树脂保护套20包埋的砾岩岩心10的两个端面切平，要求两个端面须露出岩心的新鲜面形成岩心切割面；切割时使用航空煤油作为冷却介质，切平后，用滤纸将样品端面的航空煤油擦拭干净，而后将其置于烘箱中，设置温度70℃，加热时间15分钟，全面去除砾岩岩心10岩心切割面和内部可能浸染的航空煤油，使用航空煤油一方面考虑其良好的润滑性能，另一方面主要是为了防止砾岩岩心10中黏土矿物发生遇水膨胀反应，导致砾岩岩心10破坏；
之后，在砾岩岩心10的两个岩心切割面上分别安装圆形不锈钢导流装置，导流装置包括导流片40与导流接头50，便于连接管路。导流片40直径由砾岩岩心10的第一环氧树脂保护套20规格确定，要求为第一环氧树脂保护套20直径(外径)的60％～80％，且导流片40中心需与岩心切割面(岩心出露面)中心重合；导流片40的一表面与砾岩岩心10的岩心切割面之间利用固定螺丝60进行固定，保证导流片40与岩心切割面紧密贴合，固定螺丝60固定后的边缘、导流片40外缘与岩心切割面外边缘涂抹耐高温与高压的密封胶水，最大限度减少后续包埋过程中环氧树脂对导流面的封堵；导流片40的另一表面外接导流接头50；要求导流片、导流接头与密闭胶水最高耐受温度不低于120℃，最高耐受压力不低于50mpa；
最后，设定二期包埋容器尺寸，重复一期包埋的操作，进行第二期包埋，要求固定螺丝60、导流片40与砾岩岩心10全部浸入环氧树脂中，两端的导流接头50不进行包埋，常温下完成环氧树脂固化形成第二环氧树脂保护套30，固化时间不低于48小时，待环氧树脂彻底固化后，实验结束，用于岩心分析的砾岩样品100制备完成。此时，用于岩心分析的砾岩样品100的承压面全部为环氧树脂，保证了整个系统的力学平衡性，防止高压试验过程中砾岩岩心破裂。
针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。