人工砂岩模型及其制作方法和应用技术

本发明专利技术提供一种人工砂岩模型及其制作方法和应用，人工砂岩模型的制作方法包括以下步骤：(1)将胶结混合物和石英砂混合均匀得到混合物料；所述胶结混合物包括以下质量组分：环氧树脂1

【技术实现步骤摘要】
人工砂岩模型及其制作方法和应用


[0001]本专利技术属于地质勘探
，具体涉及一种人工砂岩模型及其制作方法和应用。

技术介绍

[0002]随着油气勘探的深入发展，对地震物理模拟和岩石物理实验提出了更高的要求，在进行地震物理模拟和岩石物理实验时，往往需要参照具有代表性的岩石的岩心，但是在没有实施钻井的区块无法取得天然岩石的岩心，由于区块性的差异，天然岩石中得到的岩心通常不具有代表性，因此，亟需一种人工构造岩心模型的方法。在最早的构造岩心模型的方法中，仅考虑了材料的纵波速度和横波速度，对材料的物性参数性质考虑不足。
[0003]目前人工砂岩模型的制作原料常采用有机玻璃、硅橡胶、环氧树脂等近似异形介质，采用这些原料制作的人工砂岩模型不具备真实的孔隙结构和裂缝空间，没有真实的饱和流体，而介质中地震波的传播和各向异性特征受孔隙和流体的影响，岩石物理实验要求实验样品具有真实的孔隙和饱和流体状态，因此具有很大的局限性。1996年Rathor用环氧树脂胶结石英砂制作双孔隙人工砂岩进行了一次成功的实验，并观测到在高频条件下Hudson模型对于纵波速度的预测高于实际观测值，这验证了人工砂岩的孔隙和裂缝内的流体流通对于地震波传播特征的重要影响，但是这种制作方法的成功率低，且制作得到的人工岩心的结构不牢固，不能反映地下储层尤其是砂岩透镜体油气藏的实际地质体的形态。
[0004]鉴于上述，如何提供一种人工砂岩模型的制作方法，使其制备得到的人工砂岩模型更接近于天然岩石，能够充分反映地下储层岩石的物理特性，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种人工砂岩模型及其制作方法和应用，采用本专利技术提供人工砂岩模型的制作方法能够制作得到更接近于天然岩石的人工砂岩模型，能够模拟砂岩透镜体油气藏等地下储层。
[0006]本专利技术的一方面，提供一种人工砂岩模型的制作方法，包括以下步骤：(1)将胶结混合物和石英砂混合均匀得到混合物料；胶结混合物包括以下质量组分：环氧树脂1
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2份、硅橡胶0
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0.3份、固化剂0.16
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0.32份；(2)对混合物料进行压实，得到孔隙度为10
‑
25％的人工砂岩块状样品；(3)将人工砂岩块状样品切割成透镜状，得到人工砂岩模型。
[0007]根据本专利技术的一实施方式，胶结混合物和石英砂的质量比为1：10
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15；和/或，石英砂的细度为20
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150目，石英砂中的二氧化硅含量为99
‑
99.5％。
[0008]根据本专利技术的一实施方式，环氧树脂包括环氧树脂618；和/或，硅橡胶包括硅橡胶107；和/或，固化剂包括固化剂593。
[0009]根据本专利技术的一实施方式，将混合物料进行压实的过程包括：将混合物料放入模具中依次进行压实和烘干处理，得到人工砂岩块状样品。
[0010]根据本专利技术的一实施方式，压实处理的条件为：压实压力为10
‑
60MPa，压实时间为1.8
‑
2.5h。
[0011]根据本专利技术的一实施方式，烘干温度为100
‑
150℃。
[0012]根据本专利技术的一实施方式，将人工砂岩块状样品切割成透镜状的过程包括：将人工砂岩块状样品进行线切割，得到透镜状样品。
[0013]本专利技术的第二方面，提供一种人工砂岩模型，由上述人工砂岩模型的制作方法所制作得到的。
[0014]根据本专利技术的一实施方式，人工砂岩模型的密度为2.1g/cc
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2.4g/cc；和/或，人工砂岩模型的纵波速度为1500m/s
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4000m/s；和/或，人工砂岩模型的横波速度为1400m/s
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2500m/s。
[0015]本专利技术的第三方面，提供一种上述人工砂岩模型在砂岩储层地震物理模拟方面的应用。
[0016]本专利技术的实施，至少具有如下有益效果:
[0017]本专利技术提供的人工砂岩模型的制作方法，通过控制石英砂、环氧树脂、硅橡胶、固化剂的质量配比、压实处理的压力及时间等，经过均匀混合、加压成型、切割等操作即得到透镜状的人工砂岩模型，并且控制人工砂岩模型的孔隙度为10
‑
25％，该制作方法工艺简单，不需要进行固化或养护等步骤；该制作方法成功率高，具有可重复性；该制作方法充分考虑了人工砂岩模型的孔隙和形态对地震波速度和衰减的影响，成功模拟了砂岩透镜体真实的孔隙结构和裂缝空间，为进一步开展油气储层的地震物理模拟研究提供了技术基础。
[0018]本专利技术提供的人工砂岩模型，具有接近天然岩石的物理参数，能够模拟砂岩透镜体油气藏等地下储层，使该人工砂岩模型能够应用在砂岩储层的地震波响应模拟研究中，本专利技术的人工砂岩模型能够用于地震物理模拟实验中研究地震波传播规律，从而提高油气田开发的效率。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一实施方式中的人工砂岩模型的制作方法以及模拟地下储层的示意图；
[0020]图2为本专利技术一实施方式中的圆柱状样品；
[0021]图3为本专利技术实施例中的人工砂岩模型的孔隙度分布图；
[0022]图4为本专利技术实施例中的人工砂岩模型的纵横波速度与孔隙度的关系图。
具体实施方式
[0023]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的方案，下面结合附图对本专利技术作进一步地详细说明。
[0024]本专利技术提供一种人工砂岩模型的制作方法，包括以下步骤：(1)将胶结混合物和石英砂混合均匀得到混合物料；胶结混合物包括以下质量组分：环氧树脂1
‑
2份、硅橡胶0
‑
0.3份、固化剂0.16
‑
0.32份；(2)对混合物料进行压实，得到孔隙度为10
‑
25％的人工砂岩块状样品；(3)将人工砂岩块状样品切割成透镜状，得到人工砂岩模型。
[0025]如图1所示，具体地，在步骤(1)中称取一定重量比例的胶结混合物和石英砂，分别
对胶结混合物和石英砂进行加热处理，然后将胶结混合物和石英砂混合均匀得到混合物料，其中加热处理的温度为50℃
‑
60℃，例如50℃、55℃、60℃或其中的任意两者组成的范围。在混合前先分别加热石英砂和胶结混合物到50
‑
60℃，防止常温下石英砂和胶结混合物因太粘稠而不容易混合均匀，加热后有利于更好的均匀混合。在步骤(2)中，对混合物料进行压实，得到的人工砂岩块状样品的孔隙度为10
‑
25％，例如10％、13％、15％、20％、25％或其中的任意两者组成的范围，一般以5MPa的压强梯度对混合物料进行装填压实，得到不同孔隙度的人工砂岩块状样品。在步骤(3)中，将人工砂岩块状样品切割成透镜状，得到人工砂岩模型，其中进行切割处理前后，人工砂岩块状样品和人工砂岩模型的孔隙度基本不变。砂岩透镜体油气藏属于岩性油气藏，指油气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工砂岩模型的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将胶结混合物和石英砂混合均匀得到混合物料；所述胶结混合物包括以下质量组分：环氧树脂1
‑
2份、硅橡胶0
‑
0.3份、固化剂0.16
‑
0.32份；(2)对所述混合物料进行压实，得到孔隙度为10
‑
25％的人工砂岩块状样品；(3)将所述人工砂岩块状样品切割成透镜状，得到人工砂岩模型。2.根据权利要求1所述的人工砂岩模型的制作方法，其特征在于，所述胶结混合物和石英砂的质量比为1：10
‑
15；和/或，所述石英砂的细度为20
‑
150目，所述石英砂中的二氧化硅含量为99
‑
99.5％。3.根据权利要求1所述的人工砂岩模型的制作方法，其特征在于，所述环氧树脂包括环氧树脂618；和/或，所述硅橡胶包括硅橡胶107；和/或，所述固化剂包括固化剂593。4.根据权利要求1所述的人工砂岩模型的制作方法，其特征在于，将所述混合物料进行压实的过程包括：将混合物料放入模具中依次进行压实和烘干处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭念民，彭更新，徐凯驰，郑多明，崔永福，徐中华，胡自多，裴广平，邓建峰，
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：