本發(fā)明涉及采礦
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種縫洞型碳酸鹽巖人工巖心及其制備方法。
背景技術(shù)：
：縫洞型碳酸鹽巖油藏是一種以大型溶洞、溶洞通道和裂縫帶為儲集空間和流動空間的新類型碳酸鹽巖油藏。此類縫洞型油藏在全球具有廣泛的分布，其中發(fā)育的裂縫、溶蝕孔及洞穴是很好的油氣聚集區(qū)及油氣的流動通道，但由于縫洞系統(tǒng)發(fā)育的復(fù)雜性造成儲層非均質(zhì)強(qiáng)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)手段存在受試樣尺寸影響大、試樣代表性不佳等局限性，無法滿足實(shí)驗(yàn)室對縫洞型碳酸鹽巖儲層物性特征與儲層改造的研究。由于人工取芯作業(yè)費(fèi)用高，取芯量及其有限，而且縫洞型碳酸鹽巖非均質(zhì)性強(qiáng)，對常規(guī)對巖心進(jìn)行分析難以得到對儲層性質(zhì)的綜合認(rèn)識，對儲層流體流動、儲層力學(xué)性質(zhì)、儲層改造的研究更為局限，不具有代表性。因此，實(shí)驗(yàn)室研究縫洞型碳酸鹽巖需要制備出更符合儲層實(shí)際的人工巖心。目前，縫洞型碳酸鹽巖人工巖心制作方法主要為在碳酸鹽巖或碳酸鈣粉末中加入人工刻畫或制備的溶洞、裂縫、孔隙，再加入一定的膠結(jié)物壓制而成，該類方法中的溶洞、裂縫、孔隙的大小與相互配置關(guān)系由人工決定，無法反映實(shí)際儲層中縫洞系統(tǒng)的隨機(jī)性、復(fù)雜性，所得到的人工巖心強(qiáng)度也難以滿足高壓實(shí)驗(yàn)或酸化壓裂實(shí)驗(yàn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種滿足力學(xué)強(qiáng)度要求、符合真實(shí)縫洞系統(tǒng)特征的縫洞型碳酸鹽巖人工巖心及其制備方法。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種縫洞型碳酸鹽巖人工巖心，由以下原料制成：縫洞鑄體、碳酸氫鹽溶液和二氧化碳；所述縫洞鑄體為實(shí)地選取的縫洞型碳酸鹽巖通過熔鑄在縫洞中注入耐化學(xué)腐蝕和耐熱性的材料得到的模型，所述縫洞中注入的耐化學(xué)腐蝕和耐熱性材料的耐熱性為115-130℃。進(jìn)一步，所述縫洞中注入的耐化學(xué)腐蝕和耐熱性的材料為環(huán)氧樹脂。進(jìn)一步，所述碳酸氫鹽溶液為碳酸氫鈣與碳酸氫鎂水溶液，碳酸氫鈣和碳酸氫鎂的質(zhì)量比為5-6:1。進(jìn)一步，所述二氧化碳為高壓壓縮超臨界態(tài)二氧化碳。一種縫洞型碳酸鹽巖人工巖心的制備方法，包括以下步驟：(1)選取縫洞鑄體，并將縫洞鑄體進(jìn)行3D掃描；(2)將縫洞鑄體置于碳酸氫鹽溶液中持續(xù)低溫烘烤，并在烘烤時循環(huán)注入二氧化碳，直至縫洞鑄體中的碳酸鈣完全沉淀固結(jié)，得到含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心；(3)將步驟(2)得到的含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心進(jìn)行3D掃描，并將含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心的3D掃描結(jié)果與步驟(1)得到的縫洞鑄體的3D掃描結(jié)果進(jìn)行對比分析；(4)將步驟(2)得到的含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心加熱至縫洞鑄體的縫洞中注入的耐化學(xué)腐蝕和耐熱性的材料熔化，并從含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心中流出，即得到縫洞型碳酸鹽巖人工巖心。進(jìn)一步，所述步驟(1)中，選取縫洞鑄體的形狀為立方體或圓柱體，所述縫洞鑄體為立方體時，縫洞鑄體的尺寸為0.2m×0.2m×0.2m-1m×1m×1m；所述縫洞鑄體為圓柱體時，縫洞鑄體的直徑為0.02-1m，縫洞鑄體的高為0.05-1m。進(jìn)一步，所述步驟(2)中，縫洞鑄體置于碳酸氫鹽溶液中的環(huán)境溫度為40-80℃。進(jìn)一步，所述步驟(3)中，將含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心的3D掃描結(jié)果與步驟(1)得到的縫洞鑄體的3D掃描結(jié)果進(jìn)行對比，分析在步驟(2)過程中縫洞系統(tǒng)有無明顯變形。進(jìn)一步，所述步驟(4)中，將含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心加熱至150-200℃。進(jìn)一步，所述步驟(4)中，縫洞中注入的耐化學(xué)腐蝕和耐熱性的材料為環(huán)氧樹脂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的縫洞型碳酸鹽巖人工巖心依托于真實(shí)的縫洞系統(tǒng)鑄體，具有符合儲層實(shí)際的孔隙、溶洞、裂縫發(fā)育特征及配置模式，有利于研究真實(shí)儲層的物性差異及流體流動規(guī)律；本發(fā)明得到的縫洞型碳酸鹽巖巖心具有一定的強(qiáng)度，可滿足后續(xù)測試要求；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)相同縫洞系統(tǒng)碳酸鹽巖的無限復(fù)制，可用于酸化壓裂等儲層改造措施的試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)改造效果的對比與定量評價。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地描述。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種縫洞型碳酸鹽巖人工巖心，由以下原料制成：縫洞鑄體、碳酸氫鹽溶液和二氧化碳?？p洞鑄體為實(shí)地選取的縫洞型碳酸鹽巖通過熔鑄在縫洞中注入耐化學(xué)腐蝕和耐熱性的材料得到的模型，所述縫洞中注入的耐化學(xué)腐蝕和耐熱性材料的耐熱性為115-130℃。在一實(shí)施例中，縫洞中注入的耐化學(xué)腐蝕和耐熱性的材料為環(huán)氧樹脂；碳酸氫鹽溶液為碳酸氫鈣與碳酸氫鎂水溶液，碳酸氫鈣和碳酸氫鎂的質(zhì)量比為5-6:1；二氧化碳為高壓壓縮超臨界態(tài)二氧化碳。一種縫洞型碳酸鹽巖人工巖心的制備方法，包括以下步驟：(1)選取縫洞鑄體，并將縫洞鑄體進(jìn)行3D掃描；在一實(shí)施例中，縫洞鑄體的形狀為立方體或圓柱體，所述縫洞鑄體為立方體時，縫洞鑄體的尺寸為0.2m×0.2m×0.2m-1m×1m×1m；所述縫洞鑄體為圓柱體時，縫洞鑄體的直徑為0.02-1m，縫洞鑄體的高為0.05-1m；(2)將縫洞鑄體置于碳酸氫鹽溶液中持續(xù)低溫烘烤，環(huán)境溫度為40-80℃，并在烘烤時循環(huán)注入二氧化碳，直至縫洞鑄體中的碳酸鈣完全沉淀固結(jié)，得到含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心；由于碳酸鹽巖的主要成分是碳酸鈣，但是碳酸鈣極難溶于水，通過碳酸氫鹽溶液加熱沉淀來得到碳酸鈣，通過二氧化碳模擬地層水環(huán)境，加快反應(yīng)；(3)將步驟(2)得到的含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心進(jìn)行3D掃描，并將含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心的3D掃描結(jié)果與步驟(1)得到的縫洞鑄體的3D掃描結(jié)果進(jìn)行對比分析；分析在步驟(2)過程中縫洞系統(tǒng)有無明顯變形；(4)將步驟(2)得到的含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心加熱至150-200℃，使縫洞鑄體的縫洞中注入的耐化學(xué)腐蝕和耐熱性的材料熔化，并從含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心中流出，即得到縫洞型碳酸鹽巖人工巖心。表1含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心的3D掃描結(jié)果與縫洞鑄體的3D掃描結(jié)果吻合度實(shí)施例形狀尺寸/m3孔隙溶洞裂縫吻合度1立方體1發(fā)育發(fā)育發(fā)育91％2立方體0.125不發(fā)育發(fā)育發(fā)育88％3圓柱體0.0025Π發(fā)育不發(fā)育發(fā)育86％通過表1可知，在孔隙、溶洞、裂縫有發(fā)育時，含有縫洞鑄體的碳酸鹽巖巖心的3D掃描結(jié)果與縫洞鑄體的3D掃描結(jié)果吻合度較高。本發(fā)明的縫洞型碳酸鹽巖人工巖心依托于真實(shí)的縫洞系統(tǒng)鑄體，具有符合儲層實(shí)際的孔隙、溶洞、裂縫發(fā)育特征及配置模式，有利于研究真實(shí)儲層的物性差異及流體流動規(guī)律；本發(fā)明得到的縫洞型碳酸鹽巖巖心具有一定的強(qiáng)度，可滿足后續(xù)測試要求；本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)相同縫洞系統(tǒng)碳酸鹽巖的無限復(fù)制，可用于酸化壓裂等儲層改造措施的試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)改造效果的對比與定量評價。在不沖突的情況下，本文中上述實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3