[發明專利]可視化全封閉真實巖心模型的制造方法和巖心模型

有效

• 申請號: 201310364267.4
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103471882A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李實;馬德勝;陳興隆;秦積舜;俞宏偉;張可;姬澤敏;李軍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N13/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 董惠石

技術領域

本發明涉及油氣田開發實驗技術領域，特別是一種可視化全封閉真實巖心模型的制造方法，還是一種巖心模型。

背景技術

微觀滲流實驗是油氣田開發領域機理研究的重要實驗技術，其核心內容是觀察微觀模型內流體的滲流過程。

為模擬高溫高壓油藏滲流條件，微觀模型分為內模型和外模型。內模型為觀察介質，最為常用的是玻璃模型；外模型為內模型提供高溫高壓環境，具備加熱系統和耐壓設計。

目前，內模型主要為玻璃刻蝕模型，在玻璃表面刻蝕有各種圖案或模擬不同巖心結構的平面孔隙通道。簡要的實驗步驟如下：首先將玻璃模型與外模型連接，且保證連接處密封，外模型內的流體無法進入玻璃模型內；其次將外模型按照實驗流程連接；再次，逐步將外模型和內模型逐漸升溫升壓至設計溫度、壓力；最后，進行滲流實驗。

目前微觀滲流實驗所使用的玻璃模型存在種類單一的問題，這與滲流實驗條件下模型的制作方法有關。通常是在一平面玻璃刻蝕有圖案或孔隙結構，另一平面玻璃覆蓋其上。

玻璃刻蝕模型在流動形態、流體界面作用和驅油效率等研究中起到重要作用，但是其圖案畢竟與真實巖石的孔隙結構有很大差異，且不能研究流體與巖石固相間的作用，這嚴重限制了流固耦合等重要內容的研究。目前也有許多研究者采用填砂的玻璃模型來模擬孔隙結構，該方法雖然相對原有玻璃刻蝕模型具有一定的進步，除了砂粒之間的孔隙與真實巖心相差較大外，其承受壓力低的限制也沒有足夠突破。若采用真實巖石磨制的具有高度透光能力的薄片代替填砂模型，其密封、承壓問題仍然最根本的困擾。

發明內容

為了解決現有微觀滲流實驗用的玻璃模型在密封和承壓上存在的技術問題，本發明提供了一種可視化全封閉真實巖心模型的制造方法和巖心模型。該可視化全封閉真實巖心模型的制造方法制造出的巖心模型能在高溫高壓油藏條件下保證密封、不滲漏、不破裂，而且該巖心模型具有很好的光通透性。

本發明為解決其技術問題采用的技術方案是：一種可視化全封閉真實巖心模型的制造方法，所述可視化全封閉真實巖心模型的制造方法包括以下步驟：

步驟一：將依次層疊設置的上玻璃片、真實巖心薄片和下玻璃片放置在載物墊板上；

步驟二：將上玻璃片、真實巖心薄片、下玻璃片和載物墊板放置在加熱裝置中加熱至上玻璃片和下玻璃片融化；

步驟三：冷卻。

在步驟一中，真實巖心薄片的面積小于上玻璃片的面積，并且真實巖心薄片的面積小于下玻璃片的面積。

真實巖心薄片的長度為5cm～10cm，真實巖心薄片的寬度為2cm～5cm，真實巖心薄片的厚度為0.3mm～0.5mm。

在步驟一中，載物墊板為陶制墊板，該陶制墊板是首先采用1000目～1500目的高嶺土按照制陶工藝制作坯體再將該坯體在900℃～1000℃燒制成的。

在步驟一中，上玻璃片的厚度為2mm～3mm，下玻璃片的厚度為2mm～3mm，下玻璃片設有連通下玻璃片的外部和真實巖心薄片的兩個通孔。

通孔內設有陶柱，陶柱的高度小于等于下玻璃片的厚度。

在步驟二中，所述加熱是按照100℃/小時～200℃/小時的梯度升溫，加熱至800℃～850℃，然后保溫10min～20min。

在步驟三中，所述冷卻為在600℃之前，按照200℃/小時的梯度降溫，每降低100℃后保溫10min；在600～200℃之間，按照100℃/小時的梯度降溫，每降低100℃后保溫30min。

在200℃以下時，該加熱裝置停止加熱并在加熱裝置內自然冷卻。

一種由上述的制造方法制成的巖心模型，該巖心模型包括真實巖心薄片和密封包裹真實巖心薄片的玻璃外殼，玻璃外殼上設有至少兩個通孔。

本發明的有益效果是：

1.該可視化全封閉真實巖心模型的制造方法能夠使融解態的玻璃依照真實巖心薄片的外形將真實巖心薄片緊密包裹，形成的可視化全封閉真實巖心模型的外承受壓力與圍壓相同，不受模型內外壓差的限制；

2.該可視化全封閉真實巖心模型的制造方法保障了可視化全封閉真實巖心模型的光通透性；

3.該可視化全封閉真實巖心模型的制造方法對設備要求簡單，適用于各類研究機構。

附圖說明

下面結合附圖對本發明所述的可視化全封閉真實巖心模型的制造方法及巖心模型作進一步詳細的描述。

圖1是上玻璃片、真實巖心薄片和下玻璃片的放置順序示意圖。

圖2是加熱前上玻璃片、真實巖心薄片、下玻璃片和載物墊板的放置順序示意圖。