裂缝模具、含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种裂缝模具、含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法及装置，裂缝模具包括管本体和包裹管本体的外侧壁的裂缝模拟层，裂缝模拟层的材质为可溶解材质，管本体的内部形成过流通道，管本体的侧壁中设有多个通孔，通孔由管本体的外侧壁贯穿至管本体的内侧壁并与过流通道连通，通过向过流通道内通入用于溶解裂缝模拟层的溶剂使裂缝模拟层溶解，裂缝模拟层溶解后在岩心内部留下的空间即为模拟裂缝。本发明专利技术解决了现有技术制造裂缝难的问题、岩心饱和油难的问题和页岩岩心样品获取难的问题。问题。问题。

Preparation method and device of fracture mold and fracture saturated oil shale core sample

【技术实现步骤摘要】
裂缝模具、含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法及装置


[0001]本专利技术涉及油田开发
，尤其是一种裂缝模具、含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法及装置。

技术介绍

[0002]随着页岩油藏开采规模的逐渐扩大，页岩油渗流机理研究也越来越深入。由于页岩渗透率极低(小于0.1mD)，注水、注气等常规方法都存在不同程度的困难。最初依靠天然能量衰减开采，但是该方法的采油速度极慢，且井筒压力快速降低，采出程度很低。为提高采出程度，普遍的方法是压裂方法，在页岩油藏中造缝，以开采裂缝附近及影响区域的原油，虽然采出程度有一定程度的提高，但剩余油仍非常丰富。
[0003]目前尝试了二氧化碳吞吐开采的方法，其效果仍不理想，由于不具备实验能力，因而无法通过实验获得可靠的基础数据来分析原因及提出对策。
[0004]目前存在的突出问题包括：(1)具有油藏特点的岩心样品获取难。当渗透率低至特低渗(渗透率小于1mD)时，即使是油藏岩石取样，受压降影响，岩石应力的变化已改变了其孔隙结构。在孔隙直径小于1微米时，该变化对渗流的影响是显著的。(2)岩心饱和水/饱和油难。由于孔隙狭小导致流体注入压力大幅提高，尽管能提供高压，但是岩心饱和水/饱和油的效果仍很差，通常流体难以进入的微小孔隙仍高达30％以上。(3)缺乏有效的压裂实验模拟方法。在油田现场，压裂后有支撑剂保持高渗流通道，但是在室内实验中，如果预先制造裂缝，则会加剧饱和油的难度；若要饱和油后造缝，又不具备该技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种裂缝模具、含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法及装置，以解决现有技术存在的具有油藏特点的岩心样品获取难、岩心饱和油难、以及制造裂缝难的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供一种裂缝模具，其包括管本体和包裹所述管本体的外侧壁的裂缝模拟层，所述裂缝模拟层的材质为可溶解材质，所述管本体的内部形成过流通道，所述管本体的侧壁中设有多个通孔，所述通孔由所述管本体的外侧壁贯穿至所述管本体的内侧壁并与所述过流通道连通，通过向所述过流通道内通入用于溶解所述裂缝模拟层的溶剂使所述裂缝模拟层溶解。
[0007]如上所述的裂缝模具，其中，所述裂缝模拟层的材质为硫酸钠，所述裂缝模拟层由硫酸钠粉末熔融形成。
[0008]如上所述的裂缝模具，其中，所述裂缝模具还包括多根钢针，所述钢针固定在所述管本体的外侧壁上，所述钢针垂直于所述管本体的轴向，所述裂缝模拟层包裹所述钢针。
[0009]如上所述的裂缝模具，其中，多根所述钢针分别固定在多个所述通孔处。
[0010]如上所述的裂缝模具，其中，多个所述通孔沿所述管本体的轴向和周向间隔排列。
[0011]如上所述的裂缝模具，其中，所述管本体为钢管。
[0012]本专利技术还提供一种含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其包括：将砂粒和具有吸水性的固相胶结料混合均匀，得到固相原料，其中所述固相胶结料的粒径小于所述砂粒的粒径；用水稀释胶结剂，得到胶结剂溶液；对所述固相原料喷涂胶结剂溶液并混合均匀，得到待压制原料；将上述的裂缝模具放入压制模具的压制腔内；向所述压制腔内填充油液；向所述压制腔内加入所述待压制原料；对所述压制腔内的待压制原料进行压制，得到内部含有所述裂缝模具的饱和油页岩岩心样品；向所述裂缝模具的过流通道内通入用于溶解裂缝模拟层的溶剂，裂缝模拟层溶解后留下的空间为裂缝，得到含裂缝饱和油页岩岩心样品。
[0013]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其中，以重量百分比计，所述固相胶结料包括以下组分：水性碳酸钙：80％～90％；黏土：10％～15％；石膏：5％～10％。
[0014]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其中，所述砂粒的含量占所述固相原料总重量的85％～90％，所述固相胶结料的含量占所述固相原料总重量的10％～15％。
[0015]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其中，所述砂粒的粒径小于100μm，所述固相胶结料的粒径为15μm～25μm。
[0016]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其中，所述胶结剂为水性环氧树脂。
[0017]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其中，所述制备方法还包括制备所述裂缝模具的方法，制备所述裂缝模具的方法包括：在管本体上加工通孔，并在管本体的各通孔处固定钢针，得到裂缝模具内核；制作具有容纳腔的成型模具，所述容纳腔用于容纳所述裂缝模具内核；向所述容纳腔内放入硫酸钠粉末和所述裂缝模具，使硫酸钠粉末包裹所述裂缝模具内核；将所述成型模具放入加热炉内，以能使硫酸钠粉末熔融的温度加热所述成型模具，硫酸钠粉末熔融后包裹所述裂缝模具内核，得到所述裂缝模具。
[0018]本专利技术还提供一种含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备装置，其包括上述的裂缝模具，所述制备装置还包括：压制筒，包括筒体、分别设于所述筒体的上端和下端的上端盖和下端盖、以及设于所述筒体内的上活塞和下活塞，所述上活塞和所述下活塞分别能上下滑动地与所述筒体密封连接，所述上活塞和所述下活塞之间形成压制腔，所述上活塞和所述上端盖之间形成上加压腔，所述下活塞和所述下端盖之间形成下加压腔，所述裂缝模具设于所述压制腔内，所述裂缝模具的管本体的一端延伸形成注液延伸段，所述裂缝模具的管本体的另一端延伸形成出液延伸段，所述注液延伸段穿过所述上活塞和所述上端盖并伸出所述压制筒外，所述出液延伸段穿过所述下活塞和所述下端盖并伸出所述压制筒外；上加压管，穿过所述上端盖并与所述上加压腔连通；下加压管，穿过所述下端盖并与所述下加压腔连通；上连通管，穿过所述上端盖和所述上活塞并与所述压制腔连通；下连通管，穿过所述下端盖和所述下活塞并与所述压制腔连通；用于容置加压液的加压容器，与所述上加压管和所述下加压管连接；加压泵，与所述加压容器连接，并能将所述加压容器内的加压液泵入所述上加压腔和所述下加压腔。
[0019]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备装置，其中，所述筒体的内壁包括由上至下依次连接的上圆柱段、上圆锥段、下圆锥段和下圆柱段，所述上活塞设于所述上圆柱段，所述下活塞设于所述下圆柱段，所述上圆锥段的内径由上至下渐缩，所述下圆锥段的
内径由下至上渐缩。
[0020]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备装置，其中，所述上加压管上设有第一开关阀，所述下加压管上设有第二开关阀，所述上连通管上设有第三开关阀，所述下连通管上设有第四开关阀。
[0021]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备装置，其中，所述制备装置还包括用于容置驱替流体的驱替容器，所述驱替容器与所述上连通管或所述下连通管连接，所述驱替容器与所述加压泵连接，所述加压泵能将所述驱替容器内的驱替流体泵入所述压制腔内。
[0022]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备装置，其中，所述制备装置还包括回压控制器，所述回压控制器与所述上连通管和所述下连通管连接。
[0023]如上所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备装置，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裂缝模具，其特征在于，所述裂缝模具包括管本体和包裹所述管本体的外侧壁的裂缝模拟层，所述裂缝模拟层的材质为可溶解材质，所述管本体的内部形成过流通道，所述管本体的侧壁中设有多个通孔，所述通孔由所述管本体的外侧壁贯穿至所述管本体的内侧壁并与所述过流通道连通，通过向所述过流通道内通入用于溶解所述裂缝模拟层的溶剂使所述裂缝模拟层溶解。2.如权利要求1所述的裂缝模具，其特征在于，所述裂缝模拟层的材质为硫酸钠，所述裂缝模拟层由硫酸钠粉末熔融形成。3.如权利要求1所述的裂缝模具，其特征在于，所述裂缝模具还包括多根钢针，所述钢针固定在所述管本体的外侧壁上，所述钢针垂直于所述管本体的轴向，所述裂缝模拟层包裹所述钢针。4.如权利要求3所述的裂缝模具，其特征在于，多根所述钢针分别固定在多个所述通孔处。5.如权利要求1所述的裂缝模具，其特征在于，多个所述通孔沿所述管本体的轴向和周向间隔排列。6.如权利要求1所述的裂缝模具，其特征在于，所述管本体为钢管。7.一种含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将砂粒和具有吸水性的固相胶结料混合均匀，得到固相原料，其中所述固相胶结料的粒径小于所述砂粒的粒径；用水稀释胶结剂，得到胶结剂溶液；对所述固相原料喷涂胶结剂溶液并混合均匀，得到待压制原料；将权利要求1至6任一项所述的裂缝模具放入压制模具的压制腔内；向所述压制腔内填充油液；向所述压制腔内加入所述待压制原料；对所述压制腔内的待压制原料进行压制，得到内部含有所述裂缝模具的饱和油页岩岩心样品；向所述裂缝模具的过流通道内通入用于溶解裂缝模拟层的溶剂，裂缝模拟层溶解后留下的空间为裂缝，得到含裂缝饱和油页岩岩心样品。8.如权利要求7所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述固相胶结料包括以下组分：水性碳酸钙：80％～90％；黏土：10％～15％；石膏：5％～10％。9.如权利要求7所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其特征在于，所述砂粒的含量占所述固相原料总重量的85％～90％，所述固相胶结料的含量占所述固相原料总重量的10％～15％。10.如权利要求7所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其特征在于，所述砂粒的粒径小于100μm，所述固相胶结料的粒径为15μm～25μm。11.如权利要求7所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其特征在于，所述胶结剂为水性环氧树脂。12.如权利要求7所述的含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括制备所述裂缝模具的方法，制备所述裂缝模具的方法包括：
在管本体上加工通孔，并在管本体的各通孔处固定钢针，得到裂缝模具内核；制作具有容纳腔的成型模具，所述容纳腔用于容纳所述裂缝模具内核；向所述容纳腔内放入硫酸钠粉末和所述裂缝模具，使硫酸钠粉末包裹所述裂缝模具内核；将所述成型模具放入加热炉内，以能使硫酸钠粉末熔融的温度加热所述成型模具，硫酸钠粉末熔融后包裹所述裂缝模具内核，得到所述裂缝模具。13.一种含裂缝饱和油页岩岩心样品的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括权利要求1至6任一项所述的裂缝模具，所述制备装置还包括：压制筒，包括筒体、分别设于所述筒体的上端和下端的上端盖和下端盖、以及设于所述筒体内的上活塞和下活塞，所述上活塞和所述下活塞分别能上下滑动地与所述筒体密封连接，所述上活塞和所述下活塞之间形成压制腔，所述上活塞和所述上端盖之间形成上加压腔，所述下活塞和所述下端盖之间形成下加压腔，所述裂缝模具设于所述压制腔内，所述裂缝模具的管本体的一端延伸形成注液延伸段，所述裂缝模具的管本体的另一端延伸形成出液延伸段，所述注液延伸段穿过所述上活塞和所述上端盖并伸出所述压制筒外，所述出液延伸段穿过所述下活塞和所述下端盖并伸出所述压制筒外；上加压管，穿过所述上端盖并与所述上加压腔连通；下加压管，穿过所述下端盖并与所述下加压腔连通；上连通管，穿过所述上端盖和所述上活塞并与所述压制腔连通；下连通管，穿过所述下端盖和所述下活塞并与所述压制腔连通；用于容置加压液的加压容器，与所述上加压管和所述下加压管连接；加压泵，与所述加压容器连接，并能将所述加压容器内的加压液泵入所述上加压腔和所述下加压腔。14.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德胜，李实，陈兴隆，姬泽敏，韩海水，
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：