用于模拟致密岩石的人造岩心及其制作方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种用于模拟致密岩石的人造岩心及其制作方法，其中，该方法包括：获取岩石样品的矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数；根据所述矿物相关参数、所述孔隙相关参数以及所述有机质相关参数，选择有机膜和无机膜；采用选择的有机膜和无机膜制作用于模拟所述岩石样品的人造岩心。该方案使得多膜组成的人造岩心有利于实现真正模拟页岩内部的情况，使用选择的有机膜和无机膜制造的人造岩心更能符合岩石属性，使得有利于调整、控制人造岩心的孔隙度、孔隙分布以及有机‑无机孔隙的百分比等参数变量，进而有利于在物理模拟中实现变量控制，有利于非常规致密储层物理模拟的开展。

【技术实现步骤摘要】
用于模拟致密岩石的人造岩心及其制作方法
本专利技术涉及石油地质
，特别涉及一种用于模拟致密岩石的人造岩心及其制作方法。
技术介绍
我国非常规油气勘探开发已取得了阶段性成功，随着水平井页岩气的勘探开发已为我国重要的天然气来源之一；随着地下原位加热开采技术的发展，页岩油也有具大的潜力。由于页岩中大量发育微纳米级孔喉，这些孔隙空间是页岩油气的储集与运移通道，因此，近些年来国内外大量学者致力于油气在页岩中运移规律的研究，这对于页岩中油气的资源量评估与后期开发有重要意义。页岩等致密岩石中非均质性极强，矿物种类繁多，富含有机质孔、无机质孔隙，且有机质对无机粒间孔的填充也有明显影响。因此，在研究中这些因素共同影响对流体的运移，在实验测试中往往难以得到可靠的结果。目前已报道的仿页岩的材料多为采用人工合成氧化物颗粒或自然矿物颗粒制作多孔材料，做人造岩心用于岩石内部的流体渗流模拟。这些方法中无法加入有机质组分，只有无机矿物组分，无法真正模拟页岩内部的情况。另外，这些制作方法非常难以控制孔隙度、孔隙分布以及有机-无机孔隙的百分比。因此，在物理模拟中无法实现变量控制，严重制约了非常规致密储层物理模拟的开展。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，以解决现有技术中无法真正模拟页岩内部的情况、在物理模拟中无法实现变量控制的技术问题。该方法包括：获取岩石样品的矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数；根据所述矿物相关参数、所述孔隙相关参数以及所述有机质相关参数，选择有机膜和无机膜；采用选择的有机膜和无机膜制作用于模拟所述岩石样品的人造岩心。本专利技术实施例还提供了一种用于模拟致密岩石的人造岩心，以解决现有技术中无法真正模拟页岩内部的情况、在物理模拟中无法实现变量控制的技术问题。该人造岩心包括：有机膜；无机膜，其中，所述有机膜和所述无机膜是根据岩石样品的矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数确定的。在本专利技术实施例中，通过使用有机膜和无机膜来制造人造岩心，实现了通过多层膜等效页岩结构来制作人造岩心，由于有机膜和无机膜的使用，使得制造的人造岩心既有有机质组分，又有无机矿物组分，进而使得多膜组成的人造岩心有利于实现真正模拟页岩内部的情况；同时，由于是基于矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数来选择有机膜和无机膜的，使用选择的有机膜和无机膜制造的人造岩心更能符合岩石属性，此外，在基于矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数来选择有机膜和无机膜的过程中可以调整、控制有机膜和无机膜的选择(例如，调整、控制有机膜和无机膜的类型、数量等)，使得有利于调整、控制人造岩心的孔隙度、孔隙分布以及有机-无机孔隙的百分比等参数变量，进而有利于在物理模拟中实现变量控制，有利于非常规致密储层物理模拟的开展。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的一种用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种人造岩心的示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法的工作流程图。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明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。由于现有技术中的人造岩心存在无法真正模拟页岩内部的情况、在物理模拟中无法实现变量控制的技术问题，本申请专利技术人发现，无机膜、有机膜、微滤、超滤、纳滤、反渗透等多种膜可以用于定向地设计多层膜组件的人造岩心，因此，提出了上述用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法。通过本申请的用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法实现了利用不同孔隙、不同润湿性、不同厚度的多层膜制作多孔渗流介质，制作多层膜人造岩心，该多层膜人造岩心孔隙可控、润湿性可控、膜厚度可控、可批量化制作、可重复使用，用于研究致密油气的储集、运移规律。该多参数可控的多层膜组件可以为油气运移物理模拟提供可重复的实验数据，促进科研人员对页岩内部油气运移规律的研究。上述制作方法将复杂的页岩多孔介质等效成平行的多层膜结构，将复杂的三维矿物组合等效成易于调节的多层膜结构，且参数可以更换，为物理模拟提供了诸多便利。该多层膜人造岩心一旦根据某一地区的页岩孔隙、矿物、有机质特征设计完成，即可批量生产，等效复制，这样可做多组平行实验，易于获得大量数据点形成规律。还可以控制其中某类膜的材料类型、厚度比例等，来研究其他膜对流体渗流的影响。在本专利技术实施例中，提供了一种用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，如图1所示，该方法包括：步骤101：获取岩石样品的矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数；步骤102：根据所述矿物相关参数、所述孔隙相关参数以及所述有机质相关参数，选择有机膜和无机膜；步骤103：采用选择的有机膜和无机膜制作用于模拟所述岩石样品的人造岩心。由图1所示的流程可知，在本专利技术实施例中，通过使用有机膜和无机膜来制造人造岩心，实现了通过多层膜等效页岩结构来制作人造岩心，由于有机膜和无机膜的使用，使得制造的人造岩心既有有机质组分，又有无机矿物组分，进而使得多膜组成的人造岩心有利于实现真正模拟页岩内部的情况；同时，由于是基于矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数来选择有机膜和无机膜的，使用选择的有机膜和无机膜制造的人造岩心更能符合岩石属性，此外，在基于矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数来选择有机膜和无机膜的过程中可以调整、控制有机膜和无机膜的选择(例如，调整、控制有机膜和无机膜的类型、数量等)，使得有利于调整、控制人造岩心的孔隙度、孔隙分布以及有机-无机孔隙的百分比等参数变量，进而有利于在物理模拟中实现变量控制，有利于非常规致密储层物理模拟的开展。具体实施时，上述人造岩心可以用于页岩、致密砂岩、致密碳酸盐岩岩石等油气储层岩石的物理模拟，尤其可以应用于富含有机质孔、无机质孔隙的页岩内部的油气运聚物理模拟。具体实施时，膜的类型分为无机膜、有机膜，根据孔隙尺寸分为粗孔膜、微孔过滤膜等，为了使得制作的人造岩心更能符合岩石样品的岩石属性，在本实施例中，根据所述矿物相关参数、所述孔隙相关参数以及所述有机质相关参数，选择有机膜和无机膜，包括：针对所述岩石样品的无机孔隙，根据无机孔隙的所述矿物相关参数和所述孔隙相关参数(例如，矿物组成、孔隙孔径分布等参数)，选择无机膜(即选择的无机膜与无机孔隙在矿物相关参数和孔隙相关参数等方面相同或相近)，可以选择无机膜的材料类型和数量；具体的，选择的无机膜可以包括陶瓷多孔膜(例如，ZrO2、SiO2、Al2O3等)或金属多孔膜(例如，泡沫镍、泡沫钛等)。针对所述岩石样品的有机孔隙，根据有机孔隙的所述有机质相关参数和所述孔隙相关参数(例如，总有机质的含量、有机质内部的孔隙度等参数)，选择有机膜(即选择的有机膜与有机孔隙在有机质相关参数和孔隙相关参数等方面相同或相近)，可以选择有机膜的材料类型和数量。具体的，选择的有机膜包括高分子膜，例如，醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜以及聚氟聚合物等。具体实施时，为了进一步使得制作的人造岩心更能符合岩石样品的岩石属性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，包括：获取岩石样品的矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数；根据所述矿物相关参数、所述孔隙相关参数以及所述有机质相关参数，选择有机膜和无机膜；采用选择的有机膜和无机膜制作用于模拟所述岩石样品的人造岩心。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，包括：获取岩石样品的矿物相关参数、孔隙相关参数以及有机质相关参数；根据所述矿物相关参数、所述孔隙相关参数以及所述有机质相关参数，选择有机膜和无机膜；采用选择的有机膜和无机膜制作用于模拟所述岩石样品的人造岩心。2.如权利要求1所述的用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，根据所述矿物相关参数、所述孔隙相关参数以及所述有机质相关参数，选择有机膜和无机膜，包括：针对所述岩石样品的无机孔隙，根据无机孔隙的所述矿物相关参数和所述孔隙相关参数，选择无机膜；针对所述岩石样品的有机孔隙，根据有机孔隙的所述有机质相关参数和所述孔隙相关参数，选择有机膜。3.如权利要求1所述的用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，选择的无机膜包括陶瓷多孔膜或金属多孔膜；选择的有机膜包括高分子膜。4.如权利要求1所述的用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述岩石样品中无机孔隙和有机孔隙的比例与所述人造岩心中无机膜的总厚度和有机膜的总厚度的比例一致。5.如权利要求1所述的用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，还包括：在所述人造岩心中，采用非规则形状的无孔隙的隔板来模拟所述岩石样品内部的非均质性特征。6.如权利要求1所述的用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述矿物相关参数包括：矿物种类以及矿物颗粒平均尺寸；所述孔隙相关参数包括：孔隙度以及孔隙孔径分布；所述有机质相关参数包括有机质总量以及有机质孔隙百分比。7.如权利要求1至6中任一项所述的用于模拟致密岩石的人造岩心的制作方法，其特征在于，采用选择的有机膜和无机膜制作用于模拟所述岩石样品的人造岩心，包括：将选择的有机膜和无机膜裁切为直径相同的膜圆片；将所有的膜圆片同心叠放，形成柱体；沿着所述柱体的轴向施加压力，将所有的膜圆片压实，得到柱体形状的所述人造...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓琦，金旭，李建明，孙亮，刘晓丹，焦航，苏玲，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11