[发明专利]一种人造页岩岩芯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种人造页岩岩芯及其制备方法，属于页岩气开发技术领域。本人造页岩岩芯包括至少一个单元连接器，所述单元连接器由中部镂空的固定结构和外凸设置于固定结构中部外侧的槽结构焊接而成，所述槽结构与固定结构的镂空部分相配合且槽结构恰好可嵌入该镂空部分，在槽结构远离固定结构的一端设置有过滤网，在过滤网上放置有纳米膜。本人造页岩岩芯具有既能够满足页岩纳米级孔隙、极低的渗透率和孔隙度的要求，又能保障岩芯驱替实验的正常进行和驱替实验的精确性的优点。

技术领域

本发明属于页岩气开发技术领域，涉及一种人造页岩岩芯及其制备方法，特别是一种纳米尺度人造页岩岩芯及其制备方法。

背景技术

页岩气是指赋存于有机质泥页岩及其夹层，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气，其成分主要以甲烷为主。页岩气作为传统煤炭能源和石油天然气的替代品，为缓解能源紧张、减少环境污染、缓解我国能源紧张的局势、优化能源产业结构等起到了积极的推动作用。

页岩孔径主要在纳米级别，具有明显的纳米效应和非均质特性，孔隙度极低，储层超低渗透率，流体难以流过真实的页岩岩芯，传统的岩芯驱替实验难以实现，而且不能控制孔径和渗透率进行模拟，驱替实验的精确性也难以保障。

综上所述，设计一种具有大量纳米级孔径和超低渗透率的人造页岩岩芯，既能真实的模拟页岩岩芯渗流特点，又能保障页岩驱替实验精确性，成为页岩气渗流特点研究的当务之急。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种既能够满足页岩纳米级孔隙、极低的渗透率和孔隙度的要求，又能保障岩芯驱替实验的正常进行和驱替实验的精确性的人造页岩岩芯及其制备方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种人造页岩岩芯，包括至少一个单元连接器，所述单元连接器由中部镂空的固定结构和外凸设置于固定结构中部外侧的槽结构焊接而成，所述槽结构与固定结构的镂空部分相配合且槽结构恰好可嵌入该镂空部分，在槽结构远离固定结构的一端设置有过滤网，在过滤网上放置有纳米膜。

作为本发明的进一步改进，在过滤网上有序叠放有多张纳米膜，且纳米膜与对应槽结构内壁紧密配合。

作为本发明的更进一步改进，位于最外侧的纳米膜上压制有支撑网，且支撑网置于槽结构靠近固定结构的一端，所述支撑网的周围由膜密封胶环密封，所述膜密封胶环与对应槽结构内壁紧密配合。

作为本发明的进一步改进，所述单元连接器设置为沿轴向依次排列的多个，相邻两个单元连接器相互密封嵌套在一起，其中槽结构置于对应单元连接器的固定结构镂空部分内，相邻两固定结构之间通过连接器密封胶环密封连接。

作为本发明的更进一步改进，在多个单元连接器合围形成的结构中，其首尾端分别连接有入口端紧固器和出口端紧固器，且入口端紧固器、出口端紧固器与对应单元连接器的固定结构之间同样通过连接器密封胶环密封连接，该人造页岩岩芯还包括用于固定入口端紧固器、单元连接器、出口端紧固器的紧固螺栓，所述紧固螺栓依次穿过入口端紧固器、各单元连接器、出口端紧固器。

作为本发明的更进一步改进，所述入口端紧固器、出口端紧固器上分别设有支撑网。

作为本发明的进一步改进，由入口端紧固器、出口端紧固器和多个单元连接器合围形成的结构密封于一岩芯外密封套内。

作为本发明的更进一步改进，所述入口端紧固器、出口端紧固器、岩芯外密封套和多个单元连接器合围形成的结构整体呈圆筒状设置。

作为本发明的又一种改进，在入口端紧固器、出口端紧固器上分别设有驱替液入口管路、驱替液出口管路。

一种人造页岩岩芯的制备方法，包括以下步骤：

定制能够放纳米膜的单元连接器；