[發明專利]縫洞性碳酸鹽巖模型、其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201510631869.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105298480B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 郭印同;楊春和;王磊;徐峰;汪虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;C04B28/04
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 杜亞靜

本發明公開了一種縫洞性碳酸鹽巖模型、其制備方法和用途。該模型包括骨料、孔洞模擬件、巖體裂縫模擬件；骨料各組分的質量份數比為，水泥∶石英砂∶重晶石粉∶水＝(2～3)∶(1.5～2.5)∶(0.5～1)∶(0.4～1)；孔洞模擬件分布于骨料中；巖體裂縫模擬件也分布于骨料中。該方法包括：將骨料、孔洞模擬件、巖體裂縫模擬件按照分布規律填滿于一模具中；靜置，使得骨料之間充分發生物理和化學反應；拆除模具，得到縫洞性碳酸鹽巖模型。本發明還公開了該模型用于縫洞性碳酸鹽巖巖體聲學與力學相應特征測試試驗的用途。將其用于縫洞性碳酸鹽巖巖體聲學與力學相應特征測試試驗時，避免了在加載過程中由于受力不均勻而產生試驗誤差，提高了試驗測試結果分析的準確性。

技術領域

本發明涉及專用于深部復雜碳酸鹽巖或縫洞型發育地層鉆井，以便取得縫洞型碳酸鹽巖聲-力學響應特征的方法或設備技術領域，特別是涉及一種縫洞性碳酸鹽巖模型、其制備方法和用途。

背景技術

世界范圍內，碳酸鹽巖油藏儲量占已探明石油儲量的52％，占油氣總產量的60％。我國目前主力區塊的海相碳酸鹽地層以碳酸鹽巖縫洞性油氣藏為主，巖性非均質性強，裂縫溶洞發育，油氣層埋藏深多壓力系統共存、鉆井地質環境因素識別難度大、易漏、儲層損害嚴重，引起事故的主要原因之一就是不能準確的確定碳酸鹽巖地層孔隙壓力，嚴重制約了我國石油勘探開發的力度。

海相碳酸鹽巖裂縫、溶孔、溶洞發育，地層孔隙壓力和地應力分布差異極大、規律性差、不確定性強等復雜特征，導致地球物探、地震資料品質差，對其地質環境、巖體力學特征參數、地層壓力系統難以準確識別和預測，鉆井過程中可預知性差，致使鉆井過程成功率低，嚴重制約油氣勘探開發的進程。

目前采用碎屑巖“沉積壓實理論”進行，多數利用聲波速度和地球物理資料來進行地層壓力預測，但在理論上尚未取得實質性突破。

對縫洞性碳酸鹽巖地層孔隙壓力預測問題采用室內模擬縫洞性碳酸鹽巖孔隙壓力條件下聲學與力學響應特征分析，原始地層縫洞性碳酸鹽巖個體差異性 巨大，很難對裂縫、孔洞結構進行描述精細描述。研究縫洞性碳酸鹽巖聲學、力學響應特征的一種較好的方法就是利用制備模擬不同裂縫、孔隙特征的人工制備試樣。

目前，采用天然縫洞性碳酸鹽巖存在一下問題：

1)受加工條件的限制，在將天然不規則碳酸鹽巖巖塊加工成標準的300mm×300mm×300mm立方體，由于巖塊裂縫、孔洞的存在，加工三組對面的平行度難以保證，造成加工過程中受力不均產生的試驗誤差；

2)由于裂縫性碳酸鹽巖沉積過程中環境復雜，且經歷多次構造運動，所取各試樣間的差異性巨大，并且內部的裂縫分布、孔隙發育程度不易掌握，如采用大型工業CT進行無損檢測，費用昂貴，難以承受，如采用原巖樣品進行聲學與力學響應特征測試，試驗結果的可比性將大大降低，不利于對規律性性認識的總結與分析。

綜上所述，采用天然碳酸鹽巖試樣進行試驗測試，存在很多無法克服的先天不足，試驗結果的準確性很難把握。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種能夠模擬原始地層碳酸鹽巖裂縫性、孔隙結構的縫洞性碳酸鹽巖模型、其制備方法和用途，從而更加適于實用。

為了達到上述第一個目的，本發明提供的縫洞性碳酸巖模型的技術方案如下：

本發明提供的縫洞性碳酸鹽巖模型包括骨料、孔洞模擬件、巖體裂縫模擬件；

所述骨料各組分的質量份數比為，水泥∶石英砂∶重晶石粉∶水＝(2～3)∶(1.5～2.5)∶(0.5～1)∶(0.4～1)；

所述孔洞模擬件分布于所述骨料中；

所述巖體裂縫模擬件也分布于所述骨料中。

本發明提供的縫洞性碳酸鹽巖模型還可采用以下技術措施進一步實現。