一种岩心结构的制作方法

本实用新型属于地质勘探技术领域，具体涉及一种岩心结构。

背景技术：

岩心，是根据地质勘查工作或工程的需要，使用环状岩心钻头及其它取心工具，从孔内取出的圆柱状岩石样品。岩心是研究和了解地下地质和矿产情况的重要实物地质资料。在矿产勘探和开发过程中，需要按地质设计的地层层位和深度，开展钻进，向井内下入取心工具，钻取出的岩石样品。岩心是了解地下地层和含矿特征最直观、最实际的资料。

我国的页岩气资源潜力巨大，页岩气的勘探和开发可以极大缓解我国的天然气需求压力，改善我国的能源结构和能源安全。与常规储层相比，页岩储层含有大量粘土，因此对页岩储层中吸附气的认识是研究页岩气开发的重要内容之一。在涉及页岩储层吸附气研究的实验中，必然需要采用ch4对页岩岩心进行吸附饱和，以模拟地层条件下的页岩储层中吸附气的存在情况。

目前采用的页岩岩心主要是直径为25mm的岩心柱子。采用这种岩心柱子进行ch4吸附饱和时，通过加压把ch4从岩心的一个端面压入。由于页岩十分致密，ch4进入岩心的速度较慢，与岩心的接触面较小，因此ch4分子在页岩孔隙中达到吸附平衡时间就比较长，影响工作效率。

为了解决上述技术问题，人造岩心的使用变得极为普遍。常见的人造岩心有石英砂环氧树脂胶结岩心，石英砂或玻璃球充填和石英砂磷酸铝烧结岩心等几种，但其孔隙尺寸和孔隙结构等方面与天然岩心存在差别，使人造岩心的应用受到了限制。

因此，如果提供一种能够使ch4分子在页岩岩心孔隙中快速达到吸附平衡，且孔隙尺寸和孔隙结构等方面与天然岩心差别较小的岩心结构，将得到广泛推广应用，并且能够大大提高工作效率。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的页岩岩心十分致密，ch4进入岩心的速度较慢，ch4分子在页岩孔隙中达到吸附平衡时间比较长，影响工作效率；人造岩心与天然岩心存在差别等缺陷，从而提供一种岩心结构。

为此，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种岩心结构，包括：

第一岩心本体；

第二岩心本体；

框体，设置于所述第一岩心本体和第二岩心本体之间，所述框体上设置有至少一个缺口。

进一步地，所述第一岩心本体和第二岩心本体为结构对称的半圆柱体，立方体或长方体；优选的，为结构对称的半圆柱体，这是由于，实际应用过程中岩心结构要置于岩心夹持器内，结构对称的半圆柱体与框体扣合在一起形成圆柱体结构的岩心，与常规的岩心夹持器的结构相匹配，便于推广应用。

进一步地，所述框体为矩形。所述框体的大小与所述第一岩心本体的大小相匹配。

进一步地，所述框体内部还设置有至少一个立柱，所述立柱上设置有至少一个缺口。

进一步地，所述框体对材质没有特别限定，只要能够实现将第一岩心本体与所述第二岩心本体分隔开即可；优选的，所述框体的材质为塑料或亚克力。上述优选的材料能够与所述第一岩心本体和第二岩心本体实现胶结固定，操作方便。

进一步地，所述框体与所述第一岩心本体和第二岩心本体通过胶结固定。

进一步地，所述第一岩心本体和第二岩心本体的材质为天然岩心。该岩心结构与天然岩心的孔隙结构和孔隙尺寸不存在差别，实验结果更可靠。

进一步地，所述框体的厚度与所述第一岩心本体的宽度之间的比值为1:6-10。

进一步地，所述框体内部设置有一个立柱，所述立柱上以及与所述立柱平行的框体上各设置四个缺口。

进一步地，本实用新型对所述缺口的形状没有特别要求，可以为规则的或不规则的任何形状，为了便于制备操作，一般可选的缺口形状为半圆形，圆形，正方形，椭圆形，矩形，梯形，三角形或多边形中的任意一种。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的岩心结构，包括：第一岩心本体；第二岩心本体；框体，设置于所述第一岩心本体和第二岩心本体之间，所述框体上设置有至少一个缺口。本实用新型通过在第一岩心本体和第二岩心本体之间设置框体，且所述框体上设置有至少一个缺口，使用过程中，通过加压把ch4气体从岩心的一个端面压入，甲烷气体充满整个框体内，增加了甲烷气体与岩心的接触面积，提高了甲烷进入岩心的速度，使ch4分子在岩心结构中达到吸附平衡的时间明显缩短，大大提高了工作效率。同时，由于ch4分子在岩心结构中达到吸附平衡时的吸附量只与甲烷气体的压力有关，因此，框体的设置并不会影响甲烷ch4分子在岩心结构中达到吸附平衡时的吸附量，测试结果更准确可靠。

2.本实用新型提供的岩心结构，所述第一岩心本体和第二岩心本体为结构对称的半圆柱体，这是由于，实际应用过程中岩心结构要置于岩心夹持器内，结构对称的半圆柱体与框体扣合在一起形成圆柱体结构的岩心，与常规的岩心夹持器的结构相匹配，便于推广应用。

3.本实用新型提供的岩心结构，所述框体为矩形，如此能够与半圆柱体的第一岩心本体和第二岩心本体共同形成具有圆柱体结构的岩心，便于推广应用。所述框体内部还设置有至少一个立柱，所述立柱上设置有至少一个缺口。如此设置，具有可以延缓甲烷在两半岩心之间这个空间的停留时间，使甲烷与岩心充分接触，不然甲烷直接就从岩心的一端到另一端然后流出岩心了，不能达到与岩心充分接触吸附的效果。

4.本实用新型提供的岩心结构，所述框体的材质为塑料或亚克力。上述优选的材料能够与所述第一岩心本体和第二岩心本体实现胶结固定，操作方便。

5.本实用新型提供的岩心结构，所述第一岩心本体和第二岩心本体的材质为天然岩心。该岩心结构与天然岩心的孔隙结构和孔隙尺寸不存在差别，实验结果更可靠。

6.本实用新型提供的岩心结构，所述框体的厚度与所述第一岩心本体的宽度之间的比值为1:6-10。如此设置，能够保证甲烷气体在岩心中的分布，并能保持一定的压力，能够使得甲烷在岩心中快速达到吸附平衡。如果框体的厚度过小，会延长达到吸附平衡的时间，如果框体的厚度过大，第一岩心本体和第二岩心本体之间的这个缝隙就比较大，这对于甲烷气体来说就是一条高速通道，甲烷气体就会从岩心一端进入后很快的从这个缝隙到达另一端然后离开岩心，这样就无法达到甲烷与岩心充分接触的目的，不能有效缩短甲烷气体在岩心结构中达到吸附平衡的时间。

7.本实用新型提供的岩心结构，所述框体内部设置有一个立柱，所述立柱上以及与所述立柱平行的框体上各设置四个缺口。如此设置，在进行甲烷饱和的时候，从圆柱体岩心的一个端面通入甲烷，甲烷除了直接从岩心端面进入岩心外，还能从这四个缺口进入两半岩心之间的这个空间，从而实现与岩心充分接触，进而达到缩短吸附平衡时间的目的。

8.本实用新型提供的岩心结构，所述缺口的形状没有特别要求，可以为规则的或不规则的任何形状，为了便于制备操作，一般可选的为半圆形，圆形，正方形，椭圆形，矩形，梯形，三角形或多边形中的任意一种。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型提供的岩心结构的示意图；

图2为本实用新型一种实施方式中框体的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施方式中框体的结构示意图；

附图标记说明：

1-第一岩心本体；2-第二岩心本体；3-框体；31-缺口；32-立柱。

附图标记的编号方式，例如：某装置包括：a部件，用1来表示，a部件包括三个部分，则分别用11、12和13来表示。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种岩心结构，包括，

第一岩心本体1；

第二岩心本体2；

框体3，设置于所述第一岩心本体1和第二岩心本体2之间，所述框体3上设置有至少一个缺口31。

其中，框体的设置以及框体上设置有至少一个缺口，在使用过程中，通过加压把ch4气体从岩心的一个端面压入，甲烷气体通过缺口充满整个框体内，增加了甲烷气体与岩心的接触面积，提高了甲烷进入岩心的速度，使ch4分子在岩心结构中达到吸附平衡的时间明显缩短，大大提高了工作效率。同时，由于ch4分子在岩心结构中达到吸附平衡时的吸附量只与甲烷气体的压力有关，因此，框体的设置并不会影响甲烷ch4分子在岩心结构中达到吸附平衡时的吸附量，测试结果更准确可靠。

在本实施例中，所述第一岩心本体1和第二岩心本体2为结构对称的半圆柱体，所述框体为矩形，所述框体的长和宽分别与第一岩心本体的高和半圆柱直径相等，如此在实际应用过程中岩心结构要置于岩心夹持器内，结构对称的半圆柱体和矩形框体扣合在一起形成圆柱体结构的岩心结构，与常规的岩心夹持器的结构相匹配，便于推广应用。

在一些优选的实施方式中，所述框体3还包括至少一个立柱32，立柱32上也设置有至少一个缺口31。在本实施例中，所述框体3包括一个立柱32，所述立柱32上以及与立柱32平行的框体3上分别交替设置有四个半圆形缺口31。

在本实施例中，所述框体3的材质为塑料，所述第一岩心本体1和第二岩心本体2的材质为天然岩心。其中，塑料材质的框体便于实现与所述第一岩心本体和第二岩心本体的胶结固定，操作方便。该岩心结构与天然岩心的孔隙结构和孔隙尺寸不存在差别，实验结果更可靠。在本实用新型其它可替代的实施方式中，所述第一岩心本体、第二岩心本体与框体之间不限于胶结固定，其它能够使三者固定在一起形成完整的岩心结构的固定方式均可用于本实用新型中。

在一些实施方式中，所述框体的厚度与所述第一岩心本体的宽度之间的比值为1:6-10。具体的，在本实施例中，所述框体的长为50mm，宽为25mm，厚度为3mm，所述第一岩心本体的高度为50mm，半圆柱的直径为25mm，所述半圆形缺口的直径为1.5mm。如此设置，能够保证甲烷气体在岩心中的分布，并能保持一定的压力，能够使得甲烷在岩心中快速达到吸附平衡。

在一些可替换的实施方式中，所述缺口31可以为规则的或不规则的任何形状，为了便于制备操作还可以为圆形，正方形，椭圆形，矩形，梯形，三角形或多边形中的任意一种。

本实用新型提供的岩心结构的制备方法包括以下步骤：

(1)将钻好的直径25mm,长度50mm的圆柱体页岩岩心，沿轴向平均分成两半，一半为第一岩心本体，另一半即为第二岩心本体；

(2)一个长50mm,宽25mm,厚3mm的塑料矩形框体,所述框体内包含1根立柱，立柱以及与立柱平行的框体上均匀分布有4个半径为1.5mm的半圆形缺口；

(3)将塑料矩形框两边都涂上胶水，将两半页岩岩心粘起来，重新组合成一个新的圆柱体，即得本实用新型提供的岩心结构。

经测试，在相同的测试条件下，本实用新型提供的岩心结构甲烷气体的吸附平衡时间为28h，天然岩心结构的吸附平衡时间为40h,由此可见，能够明显缩短甲烷气体达到吸附平衡的时间，能缩短将近1/3的饱和时间。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。