一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法技术

本发明专利技术公开了一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法，涉及盐岩技术领域，其技术方案要点是：S1：压层；根据被模拟的不同地区的含夹层盐岩的纯盐岩层、硬质夹层和软弱夹层的位置关系，在模具内依次压制含夹层盐岩相似材料的各层，制得含夹层盐岩相似材料；S2：将步骤S1中制得的含夹层盐岩相似材料从模具中取出，然后放入温度为60

【技术实现步骤摘要】
一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法


[0001]本专利技术涉及盐岩
，更具体地说，它涉及一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法。

技术介绍

[0002]盐岩具有极低渗透性、较好的流变特性和良好的自愈合特性，而成为国际公认理想的储气库。深部地层的储气库不仅具有储气压力高、储气量大的优势，还可以有效阻隔火灾、地震等的影响。但随着地层深度的增加，地层深部压力也不断增加，导致储库围岩在长期应力的作用下力学性能发生变化。因此，对盐岩力学性能的研究至关重要。目前盐岩的大部分研究均为现场取芯获取试样，虽然其试验结果更接近于盐岩的实际情况，但现场取样困难较多。且对于含夹层的层状盐岩，盐岩中夹杂着泥岩、石膏岩和钙芒硝等，层状盐岩试样中夹层特征的离散性很大，难以获得夹层特征变化对层状盐岩力学特性的影响规律。
[0003]用相似模型材料制作与盐岩试样用于代替原型进行测试研究，可避免了现场取样困难的问题，能降低研究成本。近年来，一些学者对盐岩的相似材料展开研究，但大多没有充分考虑盐岩的夹层，难以获得夹层变化特征对盐岩力学性能的影响，导致研究结果与实际的力学特性存在较大误差，不贴合实际。而在一些考虑了夹层的盐岩相似材料研究中，通常会用到石膏来模拟石膏岩，同时石膏还是主要的胶结剂，但是石膏材料受潮后硬度会显著降低，这会使制得的盐岩相似材料在放置一段时间后就会因受潮而不能使用

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法，以解决上述技术问题。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法，包括以下步骤方法：
[0006]S1：压层；根据被模拟的不同地区的含夹层盐岩的纯盐岩层、硬质夹层和软弱夹层的位置关系，在模具内依次压制含夹层盐岩相似材料的各层，制得含夹层盐岩相似材料；
[0007]S2：将步骤S1中制得的含夹层盐岩相似材料从模具中取出，然后放入温度为60
‑
80℃的烘干箱中烘干36h，再在常温下静置7天，得到最终的含夹层盐岩相似材料。
[0008]本专利技术进一步设置为：所述步骤S1中，所述纯盐岩层的制备方法包括：将工业盐加水搅拌均匀后放入模具中，所述工业盐的颗粒直径为1
‑
2mm，控制工业盐含水率为8％
‑
10％，对模具内工业盐施加压力，保持压强为100
‑
150MPa，压强持续时间为60
‑
150min，得到纯盐岩层。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述步骤S1中，所述硬质夹层的制备方法包括：将精铁粉、盐粉、石膏、十水硫酸钠和聚乙烯醇加水搅拌成均匀的膏状，然后放入模具中进行压制，保持压强为80
‑
120MPa，压强持续时间为60
‑
120min，即得到硬质夹层；石膏和十水硫酸钠的比例为1：1.9
‑
1：2.1之间。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述步骤S1中，所述软弱夹层的制备方法包括：将由膨润土、盐粉和环氧树脂加水搅拌成均匀的膏状，然后放入模具中进行压制，保持压强为80
‑
120MPa，压强持续时间为60
‑
120min，压制成型后即得到软质夹层。
[0011]本专利技术进一步设置为：制备硬质夹层时，根据被模拟硬质夹层的强度调节精铁粉和聚乙烯醇的含量。
[0012]本专利技术进一步设置为：在制备硬质夹层时，石膏的含量与被模拟硬质夹层中硫酸钙的含量一致，十水硫酸钠的含量与被模拟硬质夹层中硫酸钠的含量一致；盐粉的含量与被模拟硬质夹层中氯化钠的含量一致。
[0013]本专利技术进一步设置为：制备软弱夹层时，盐粉的含量与被模拟软弱夹层中氯化钠的含量一致；根据被模拟硬质夹层的强度调节膨润土的含量。
[0014]本专利技术进一步设置为：所述步骤S1中，在压制前，模具内部先刷一层润滑油。
[0015]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]1、能够制得含硬质夹层和软弱夹层的盐岩相似材料，能更准确的模拟含夹层盐岩的力学性能和夹层变化特征对围岩力学性能的影响，且原材料易得，制作方便。
[0017]2、其在制备硬质夹层时，添加了十水硫酸钠，通过十水硫酸钠和石膏配合，能更真实的还原硬质夹层中的钙芒硝夹层。十水硫酸钠具有一定的吸湿性，其能调节含夹层相似盐岩材料中石膏的含水量，避免石膏受潮问题，能更好的保持石膏的力学性能，能延长含夹层盐岩相似材料的保质期。并且在制备硬质夹层时，由于石膏在与水混合过程中会放热，而十水硫酸钠溶于水会吸热，这使得在制备硬质夹层时能加快混合物的温度降低到室温。
[0018]3、在制备硬质夹层时采用的聚乙烯醇作为辅胶结材料，并可以调节硬质夹层的强度；
[0019]4、使用纯工业盐作为骨料，能充分体现盐岩良好的蠕变特性和自恢复特性，考虑了盐岩的硬质夹层和软弱夹层，方便对夹层进行针对性研究，且可以根据不同地区的盐岩特征，进行更改夹层层数、厚度和位置。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例含夹层的盐岩相似材料的制作流程图；
[0021]图2是按照本专利技术记载的制作方法制备的含夹层的盐岩相似材料。
具体实施方式
[0022]以下结合附图1
‑
2对本专利技术作进一步详细说明。
[0023]实施例：一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法，如图1
‑
2所示，包括以下步骤方法：
[0024]S1：压层；根据被模拟的不同地区的含夹层盐岩的纯盐岩层、硬质夹层和软弱夹层的位置关系，在模具内依次压制含夹层盐岩相似材料的各层，制得含夹层盐岩相似材料；在压制前，模具内部先刷一层润滑油。
[0025]S2：将步骤S1中制得的含夹层盐岩相似材料从模具中取出，然后放入温度为60
‑
80℃的烘干箱中烘干36h，再在常温下静置7天，得到最终的含夹层盐岩相似材料。
[0026]纯盐岩层的制备方法包括：将工业盐加水搅拌均匀后放入模具中，工业盐的颗粒
直径为1
‑
2mm，控制工业盐含水率为8％
‑
10％，对模具内工业盐施加压力，保持压强为100
‑
150MPa，压强持续时间为60
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150min，得到纯盐岩层。
[0027]硬质夹层的制备方法包括：将精铁粉、盐粉、石膏、十水硫酸钠和聚乙烯醇加水搅拌成均匀的膏状，然后放入模具中进行压制，保持压强为80
‑
120MPa，压强持续时间为60
‑
120min，即得到硬质夹层；石膏和十水硫酸钠的比例为1：1.9
‑
1：2.1之间。精铁粉和聚乙烯醇的含量根据被模拟硬质夹层的强度进行调节。石膏的含量与被模拟硬质夹层中硫酸钙的含量一致，十水硫酸钠的含量与被模拟硬质夹层中硫酸钠的含量一致；盐粉的含量与被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法，其特征是，包括以下步骤方法：S1：压层；根据被模拟的不同地区的含夹层盐岩的纯盐岩层、硬质夹层和软弱夹层的位置关系，在模具内依次压制含夹层盐岩相似材料的各层，制得含夹层盐岩相似材料；S2：将步骤S1中制得的含夹层盐岩相似材料从模具中取出，然后放入温度为60
‑
80℃的烘干箱中烘干36h，再在常温下静置7天，得到最终的含夹层盐岩相似材料。2.根据权利要求1所述的一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法，其特征是：所述步骤S1中，所述纯盐岩层的制备方法包括：将工业盐加水搅拌均匀后放入模具中，所述工业盐的颗粒直径为1
‑
2mm，控制工业盐含水率为8％
‑
10％，对模具内工业盐施加压力，保持压强为100
‑
150MPa，压强持续时间为60
‑
150min，得到纯盐岩层。3.根据权利要求1所述的一种含不溶夹层的层状盐岩相似材料制作方法，其特征是：所述步骤S1中，所述硬质夹层的制备方法包括：将精铁粉、盐粉、石膏、十水硫酸钠和聚乙烯醇加水搅拌成均匀的膏状，然后放入模具中进行压制，保持压强为80
‑
120MPa，压强持续时间为60
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁五星，杨帆，郭玉平，李新奇，程功，史永飞，马张彬，梁飞飞，袁华宁，孙国宏，范金洋，郭朋煜，陈盛威，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：