[發(fā)明專利]單裂縫滲流介質(zhì)物性精細(xì)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210122424.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN103375165A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧少華;劉月田;駱飛飛;丁祖鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): E21B47/10
• 分類號(hào): E21B47/10;E21B49/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于裂縫性介質(zhì)滲流研究的一種新型物理實(shí)驗(yàn)方法，尤其是指一種適用于所有與裂縫滲流現(xiàn)象有關(guān)研究領(lǐng)域的單裂縫滲流介質(zhì)物性精細(xì)控制方法。

背景技術(shù)

裂縫性地質(zhì)儲(chǔ)層普遍存在于世界各地，是如下研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題：(1)水源開發(fā)；(2)地下污染物運(yùn)移；(3)油藏開發(fā)；(4)地下熱藏開發(fā)及熱存儲(chǔ)；(5)深層地球活動(dòng)，比如地震、海底熱液等。

不同于用單一孔隙介質(zhì)，裂縫性地質(zhì)儲(chǔ)層由具有一般孔隙結(jié)構(gòu)的基質(zhì)巖塊和分割巖塊的裂縫系統(tǒng)組成，用雙重介質(zhì)表征。裂縫性多孔介質(zhì)中滲流的基本特點(diǎn)是，流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)主要通過裂縫完成，裂縫的滲流特征和滲流過程直接決定著工程開發(fā)效果。

人們一直在嘗試?yán)梦锢韺?shí)驗(yàn)方法對(duì)裂縫性地質(zhì)儲(chǔ)層中流體滲流規(guī)律進(jìn)行深入研究。裂縫性滲流介質(zhì)由裂縫和基質(zhì)組成，因此，精細(xì)定量地控制裂縫性介質(zhì)中裂縫和基質(zhì)的孔隙度、滲透率等物性，成了裂縫性地質(zhì)儲(chǔ)層中流體滲流研究的首要問題。

此前，人們制作裂縫性巖體介質(zhì)主要有以下三種方式：其一是在人工填砂制作巖體的時(shí)候，在砂中加入裂縫填充物，當(dāng)巖體做好后，再想辦法把其中的填充物去除，則留下的空隙即作為裂縫；其二是利用機(jī)械擠壓或拉伸作用在天然或人工巖體內(nèi)部制作裂縫；其三是用各種材料的平板疊置形成單條或單組裂縫。這些方法均難以精細(xì)定量地控制單條裂縫和基質(zhì)的孔滲參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提供一種單裂縫滲流介質(zhì)物性精細(xì)控制方法，以解決單條裂縫與基質(zhì)巖塊孔隙度、滲透率等物性難以精細(xì)定量控制的問題，改善或克服現(xiàn)有技術(shù)的一項(xiàng)或多項(xiàng)缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種單裂縫滲流介質(zhì)物性精細(xì)控制方法，該方法利用粘接劑和支撐劑相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)巖塊精細(xì)粘接及裂縫精確定形控制，通過精細(xì)定量控制裂縫支撐劑粒徑、裂縫粘接劑用量來定量控制人造裂縫開度、裂縫內(nèi)蘊(yùn)滲透率。

較佳地，該方法包括下列步驟：

(一)天然巖樣選擇與巖塊制備：選擇所需物性天然巖樣加工成造縫所需巖塊；

(二)選定點(diǎn)膠位置：確定矩形巖塊平整面幾何中心為點(diǎn)膠位置；

(三)制作點(diǎn)膠模具，該點(diǎn)膠模具為具有圓孔的硬質(zhì)薄板，利用該圓孔控制點(diǎn)膠量；

(四)放置支撐劑：將硬質(zhì)薄板貼近巖塊平整面，使薄板的圓孔圓心與點(diǎn)膠位置幾何中心吻合；根據(jù)所需的人造裂縫開度確定支撐劑的粒徑，在圓孔內(nèi)放置支撐劑；

(五)粘結(jié)劑注入：放置支撐劑后，在圓孔中加入所需粘接劑；

(六)人造縫定形：在膠點(diǎn)正上方施加推力，使裂縫對(duì)接面相互貼近，以體現(xiàn)支撐劑的支撐作用；使推拉力計(jì)保持預(yù)定壓力，直至粘接劑凝固，人造裂縫定形。

本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明采用巖塊精細(xì)粘接方式造縫，粘接劑和支撐劑同時(shí)起到裂縫精確定形作用。通過精細(xì)定量控制裂縫支撐劑粒徑、裂縫粘接劑用量和粘接時(shí)加壓力度，可定量控制人造裂縫開度、裂縫內(nèi)蘊(yùn)滲透率等物性；保持粘接劑用量和粘接時(shí)加壓力度不變，通過調(diào)節(jié)支撐劑粒徑，可精確獲得指定物性的人造裂縫。通過使用天然巖樣選擇方法，可定量控制基質(zhì)滲透率、基質(zhì)孔隙度。兩種方法結(jié)合可進(jìn)一步定量控制裂縫常規(guī)滲透率、裂縫孔隙度、裂縫-基質(zhì)系統(tǒng)滲透率及裂縫-基質(zhì)系統(tǒng)孔隙度。

本發(fā)明的單裂縫滲流介質(zhì)物性精細(xì)控制方法，給出制作原理及詳細(xì)制作步驟，解決了單條裂縫與基質(zhì)巖塊孔隙度、滲透率等物性難以精細(xì)定量控制問題，并為所有裂縫性介質(zhì)滲流有關(guān)的研究領(lǐng)域提供了技術(shù)支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中巖塊對(duì)接造縫步驟的示意圖。

圖2為本發(fā)明中確定點(diǎn)膠位置步驟的示意圖。

圖3為本發(fā)明中所形成的帶圓孔的硬質(zhì)薄板(點(diǎn)膠模具)的示意圖。

圖4為本發(fā)明在圓孔中放置玻璃微珠的示意圖。

圖5A、圖5B為本發(fā)明中精細(xì)點(diǎn)膠步驟的俯視圖及側(cè)視示意圖。

圖6為本發(fā)明中高精度推拉力計(jì)精確加壓的示意圖。

圖7為本發(fā)明中單裂縫介質(zhì)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的流程示意圖。

圖8為本發(fā)明中裂縫內(nèi)蘊(yùn)滲透率實(shí)驗(yàn)值與理論值對(duì)比關(guān)系示意圖。

圖9為本發(fā)明中單裂縫巖心可重復(fù)制作驗(yàn)證結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式