一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳；所述缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115‑130℃。本发明专利技术还包括一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法。本发明专利技术的缝洞型碳酸盐岩人工岩心依托于真实的缝洞系统铸体，具有符合储层实际的孔隙、溶洞、裂缝发育特征及配置模式，有利于研究真实储层的物性差异及流体流动规律。

Fracture cavity type carbonate rock artificial core and preparation method thereof

The invention discloses a fractured carbonate artificial core, prepared from the following raw materials: seam hole casting, bicarbonate solution and carbon dioxide; the seam hole casting for field selection of fractured vuggy carbonate injection material chemical corrosion resistance and heat resistance of the obtained model in fracture cave by casting, the the joints heat resistance chemical corrosion resistance and heat resistance of the material injected into 115 hole 130 C. The invention also comprises a preparation method of a fractured cavity carbonate artificial core. The invention of the fractured vuggy carbonate based on artificial core real cave system is in line with the cast, pore, cave, fracture characteristics and configuration mode of the reservoir, is conducive to physical difference and flow pattern of real reservoir.

【技术实现步骤摘要】
一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法
本专利技术涉及采矿
，尤其涉及一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法。
技术介绍
缝洞型碳酸盐岩油藏是一种以大型溶洞、溶洞通道和裂缝带为储集空间和流动空间的新类型碳酸盐岩油藏。此类缝洞型油藏在全球具有广泛的分布，其中发育的裂缝、溶蚀孔及洞穴是很好的油气聚集区及油气的流动通道，但由于缝洞系统发育的复杂性造成储层非均质强，现有的实验手段存在受试样尺寸影响大、试样代表性不佳等局限性，无法满足实验室对缝洞型碳酸盐岩储层物性特征与储层改造的研究。由于人工取芯作业费用高，取芯量及其有限，而且缝洞型碳酸盐岩非均质性强，对常规对岩心进行分析难以得到对储层性质的综合认识，对储层流体流动、储层力学性质、储层改造的研究更为局限，不具有代表性。因此，实验室研究缝洞型碳酸盐岩需要制备出更符合储层实际的人工岩心。目前，缝洞型碳酸盐岩人工岩心制作方法主要为在碳酸盐岩或碳酸钙粉末中加入人工刻画或制备的溶洞、裂缝、孔隙，再加入一定的胶结物压制而成，该类方法中的溶洞、裂缝、孔隙的大小与相互配置关系由人工决定，无法反映实际储层中缝洞系统的随机性、复杂性，所得到的人工岩心强度也难以满足高压实验或酸化压裂实验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供一种满足力学强度要求、符合真实缝洞系统特征的缝洞型碳酸盐岩人工岩心及其制备方法。本专利技术的实施例提供一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳；所述缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115-130℃。进一步，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂。进一步，所述碳酸氢盐溶液为碳酸氢钙与碳酸氢镁水溶液，碳酸氢钙和碳酸氢镁的质量比为5-6:1。进一步，所述二氧化碳为高压压缩超临界态二氧化碳。一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，包括以下步骤：(1)选取缝洞铸体，并将缝洞铸体进行3D扫描；(2)将缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中持续低温烘烤，并在烘烤时循环注入二氧化碳，直至缝洞铸体中的碳酸钙完全沉淀固结，得到含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心；(3)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心进行3D扫描，并将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比分析；(4)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至缝洞铸体的缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料熔化，并从含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心中流出，即得到缝洞型碳酸盐岩人工岩心。进一步，所述步骤(1)中，选取缝洞铸体的形状为立方体或圆柱体，所述缝洞铸体为立方体时，缝洞铸体的尺寸为0.2m×0.2m×0.2m-1m×1m×1m；所述缝洞铸体为圆柱体时，缝洞铸体的直径为0.02-1m，缝洞铸体的高为0.05-1m。进一步，所述步骤(2)中，缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中的环境温度为40-80℃。进一步，所述步骤(3)中，将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比，分析在步骤(2)过程中缝洞系统有无明显变形。进一步，所述步骤(4)中，将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至150-200℃。进一步，所述步骤(4)中，缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的缝洞型碳酸盐岩人工岩心依托于真实的缝洞系统铸体，具有符合储层实际的孔隙、溶洞、裂缝发育特征及配置模式，有利于研究真实储层的物性差异及流体流动规律；本专利技术得到的缝洞型碳酸盐岩岩心具有一定的强度，可满足后续测试要求；本专利技术可实现相同缝洞系统碳酸盐岩的无限复制，可用于酸化压裂等储层改造措施的试验，实现改造效果的对比与定量评价。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术实施方式作进一步地描述。本专利技术的实施例提供了一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳。缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115-130℃。在一实施例中，缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂；碳酸氢盐溶液为碳酸氢钙与碳酸氢镁水溶液，碳酸氢钙和碳酸氢镁的质量比为5-6:1；二氧化碳为高压压缩超临界态二氧化碳。一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，包括以下步骤：(1)选取缝洞铸体，并将缝洞铸体进行3D扫描；在一实施例中，缝洞铸体的形状为立方体或圆柱体，所述缝洞铸体为立方体时，缝洞铸体的尺寸为0.2m×0.2m×0.2m-1m×1m×1m；所述缝洞铸体为圆柱体时，缝洞铸体的直径为0.02-1m，缝洞铸体的高为0.05-1m；(2)将缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中持续低温烘烤，环境温度为40-80℃，并在烘烤时循环注入二氧化碳，直至缝洞铸体中的碳酸钙完全沉淀固结，得到含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心；由于碳酸盐岩的主要成分是碳酸钙，但是碳酸钙极难溶于水，通过碳酸氢盐溶液加热沉淀来得到碳酸钙，通过二氧化碳模拟地层水环境，加快反应；(3)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心进行3D扫描，并将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比分析；分析在步骤(2)过程中缝洞系统有无明显变形；(4)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心加热至150-200℃，使缝洞铸体的缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料熔化，并从含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心中流出，即得到缝洞型碳酸盐岩人工岩心。表1含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与缝洞铸体的3D扫描结果吻合度实施例形状尺寸/m3孔隙溶洞裂缝吻合度1立方体1发育发育发育91％2立方体0.125不发育发育发育88％3圆柱体0.0025Π发育不发育发育86％通过表1可知，在孔隙、溶洞、裂缝有发育时，含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与缝洞铸体的3D扫描结果吻合度较高。本专利技术的缝洞型碳酸盐岩人工岩心依托于真实的缝洞系统铸体，具有符合储层实际的孔隙、溶洞、裂缝发育特征及配置模式，有利于研究真实储层的物性差异及流体流动规律；本专利技术得到的缝洞型碳酸盐岩岩心具有一定的强度，可满足后续测试要求；本专利技术可实现相同缝洞系统碳酸盐岩的无限复制，可用于酸化压裂等储层改造措施的试验，实现改造效果的对比与定量评价。在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳；所述缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115‑130℃。

【技术特征摘要】
1.一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，由以下原料制成：缝洞铸体、碳酸氢盐溶液和二氧化碳；所述缝洞铸体为实地选取的缝洞型碳酸盐岩通过熔铸在缝洞中注入耐化学腐蚀和耐热性的材料得到的模型，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性材料的耐热性为115-130℃。2.根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，所述缝洞中注入的耐化学腐蚀和耐热性的材料为环氧树脂。3.根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，所述碳酸氢盐溶液为碳酸氢钙与碳酸氢镁水溶液，碳酸氢钙和碳酸氢镁的质量比为5-6:1。4.根据权利要求1所述的缝洞型碳酸盐岩人工岩心，其特征在于，所述二氧化碳为高压压缩超临界态二氧化碳。5.一种缝洞型碳酸盐岩人工岩心的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取缝洞铸体，并将缝洞铸体进行3D扫描；(2)将缝洞铸体置于碳酸氢盐溶液中持续低温烘烤，并在烘烤时循环注入二氧化碳，直至缝洞铸体中的碳酸钙完全沉淀固结，得到含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心；(3)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心进行3D扫描，并将含有缝洞铸体的碳酸盐岩岩心的3D扫描结果与步骤(1)得到的缝洞铸体的3D扫描结果进行对比分析；(4)将步骤(2)得到的含有缝洞铸体的碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘琳，鲁新便，王婋，周桥，刁友鹏，徐健，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42