[发明专利]单裂缝渗流介质物性精细控制方法

说明书

技术领域

本发明属于裂缝性介质渗流研究的一种新型物理实验方法，尤其是指一种适用于所有与裂缝渗流现象有关研究领域的单裂缝渗流介质物性精细控制方法。

背景技术

裂缝性地质储层普遍存在于世界各地，是如下研究领域的热点问题：(1)水源开发；(2)地下污染物运移；(3)油藏开发；(4)地下热藏开发及热存储；(5)深层地球活动，比如地震、海底热液等。

不同于用单一孔隙介质，裂缝性地质储层由具有一般孔隙结构的基质岩块和分割岩块的裂缝系统组成，用双重介质表征。裂缝性多孔介质中渗流的基本特点是，流体在多孔介质中的流动主要通过裂缝完成，裂缝的渗流特征和渗流过程直接决定着工程开发效果。

人们一直在尝试利用物理实验方法对裂缝性地质储层中流体渗流规律进行深入研究。裂缝性渗流介质由裂缝和基质组成，因此，精细定量地控制裂缝性介质中裂缝和基质的孔隙度、渗透率等物性，成了裂缝性地质储层中流体渗流研究的首要问题。

此前，人们制作裂缝性岩体介质主要有以下三种方式：其一是在人工填砂制作岩体的时候，在砂中加入裂缝填充物，当岩体做好后，再想办法把其中的填充物去除，则留下的空隙即作为裂缝；其二是利用机械挤压或拉伸作用在天然或人工岩体内部制作裂缝；其三是用各种材料的平板叠置形成单条或单组裂缝。这些方法均难以精细定量地控制单条裂缝和基质的孔渗参数。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种单裂缝渗流介质物性精细控制方法，以解决单条裂缝与基质岩块孔隙度、渗透率等物性难以精细定量控制的问题，改善或克服现有技术的一项或多项缺陷。

本发明的技术解决方案是：一种单裂缝渗流介质物性精细控制方法，该方法利用粘接剂和支撑剂相结合来实现岩块精细粘接及裂缝精确定形控制，通过精细定量控制裂缝支撑剂粒径、裂缝粘接剂用量来定量控制人造裂缝开度、裂缝内蕴渗透率。

较佳地，该方法包括下列步骤：

(一)天然岩样选择与岩块制备：选择所需物性天然岩样加工成造缝所需岩块；

(二)选定点胶位置：确定矩形岩块平整面几何中心为点胶位置；

(三)制作点胶模具，该点胶模具为具有圆孔的硬质薄板，利用该圆孔控制点胶量；

(四)放置支撑剂：将硬质薄板贴近岩块平整面，使薄板的圆孔圆心与点胶位置几何中心吻合；根据所需的人造裂缝开度确定支撑剂的粒径，在圆孔内放置支撑剂；

(五)粘结剂注入：放置支撑剂后，在圆孔中加入所需粘接剂；

(六)人造缝定形：在胶点正上方施加推力，使裂缝对接面相互贴近，以体现支撑剂的支撑作用；使推拉力计保持预定压力，直至粘接剂凝固，人造裂缝定形。

本发明的特点和优点是：本发明采用岩块精细粘接方式造缝，粘接剂和支撑剂同时起到裂缝精确定形作用。通过精细定量控制裂缝支撑剂粒径、裂缝粘接剂用量和粘接时加压力度，可定量控制人造裂缝开度、裂缝内蕴渗透率等物性；保持粘接剂用量和粘接时加压力度不变，通过调节支撑剂粒径，可精确获得指定物性的人造裂缝。通过使用天然岩样选择方法，可定量控制基质渗透率、基质孔隙度。两种方法结合可进一步定量控制裂缝常规渗透率、裂缝孔隙度、裂缝-基质系统渗透率及裂缝-基质系统孔隙度。

本发明的单裂缝渗流介质物性精细控制方法，给出制作原理及详细制作步骤，解决了单条裂缝与基质岩块孔隙度、渗透率等物性难以精细定量控制问题，并为所有裂缝性介质渗流有关的研究领域提供了技术支持。

附图说明

图1为本发明中岩块对接造缝步骤的示意图。

图2为本发明中确定点胶位置步骤的示意图。

图3为本发明中所形成的带圆孔的硬质薄板(点胶模具)的示意图。

图4为本发明在圆孔中放置玻璃微珠的示意图。

图5A、图5B为本发明中精细点胶步骤的俯视图及侧视示意图。

图6为本发明中高精度推拉力计精确加压的示意图。

图7为本发明中单裂缝介质驱替实验的流程示意图。

图8为本发明中裂缝内蕴渗透率实验值与理论值对比关系示意图。

图9为本发明中单裂缝岩心可重复制作验证结果示意图。

具体实施方式