[发明专利]一种裂缝特征可控的岩心造缝装置及方法

说明书

本发明涉及岩心人工造缝试验技术领域，公开了一种裂缝特征可控的岩心造缝装置及方法。该装置从上到下依次设置有上板、压紧板、移动板、多角度劈刀、两个滑动台、旋转定位板和底板。利用本发明所述的岩心造缝装置及方法可以使岩心得到与现场情况更为相符的裂缝特征，可实现岩心中偏心缝、分支缝、径向缝和角度缝的制作，该造缝装置功能多样，操作简单。

技术领域

本发明涉及岩心人工造缝试验技术领域，具体涉及一种裂缝特征可控的岩心造缝装置及方法。

背景技术

常规油气资源开采难度相对较小，但其资源量只占了全球资源总量的20％，而致密油、致密气、页岩油、页岩气等非常规油气资源占资源总量的80％。近年来我国常规油气资源稳产上产难度逐渐加大，同时伴随着非常规油气资源的新增探明储量屡创新高，后者逐渐成为开发重点。非常规油气藏通常具有较差的储层物性，流体渗流经过的孔喉细小，油气流体流动难度大。因此，需要进行储层改造，在含油气储层中创造裂缝网络，增加油气的渗流通道，减小流动距离，进而增加产量。水力压裂是储层改造的主要手段之一。针对物性较差的储层，在钻井后向储层注入大量的流体，在目标储层中形成人工裂缝，进而扩大了渗流通道，可有效提高油气产量。在真实地层中，经过水力压裂形成的裂缝会在应力突变处形成分支裂缝，裂缝延展方向也具有瞬变性。同时，裂缝具有一定的空间交联性等特性。针对这方面的室内实验模拟，通常采用人工造缝方式制作裂缝岩心模型，进而模拟水力压裂后储层中形成的基质裂缝双重介质形态。1978年，经国际岩石力学学会推荐，巴西圆盘劈裂试验成为测定岩石抗拉强度的间接方法，该方法也常被用于岩石劈裂。国内许多专利已经公开了一些岩心造缝装置，其中很多借鉴了巴西圆盘劈裂的方法和装置，可以在岩心中制成平行于轴向的单缝和径向缝。由于实验装置的设计没有考虑地下裂缝的形态模拟，实验方法未涉及岩石试样裂缝的多种复杂特征，不能模拟水力压裂在储层中形成的复杂裂缝。而具有分支性、裂缝走向瞬变性和空间交联性的裂缝特征，是作为研究储层基质裂缝双重介质模型的重要参数，在压裂液滤失性能、导流能力、压裂液返排机制研究以及动态渗吸评价等方面均具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的实验装置的设计没有考虑地下裂缝的形态模拟，实验方法未涉及岩石试样裂缝的多种复杂特征，不能模拟水力压裂在储层中形成的复杂裂缝的问题，提供一种裂缝特征可控的岩心造缝装置及方法，利用该造缝装置及方法可以使岩心得到与现场情况更为相符的裂缝特征，可实现岩心中偏心缝、分支缝、径向缝以及角度缝的制作，该造缝装置功能多样，操作简单。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种裂缝特征可控的岩心造缝装置，该装置从上到下依次设置有上板、压紧板、移动板、多角度劈刀、两个滑动台、旋转定位板和底板，其中，所述上板中部设置有圆孔，岩心造缝时，所述圆孔用于放置对所述多角度劈刀施加压力的液压缸；所述上板和所述压紧板通过第一连接板固定连接；所述压紧板和所述移动板通过第二连接板固定连接；两个滑动台对称设置于装置垂直中线处，所述滑动台上端的两侧各设置一个弹簧销，所述滑动台的两侧对称设置有两个手轮，且所述手轮设置于所述弹簧销和所述旋转定位板之间；所述手轮通过第三连接板与所述滑动台和所述旋转定位板连接；所述旋转定位板和所述底板上设置有多个相同的孔洞，用于所述旋转定位板旋转时进行定位；所述装置的两侧设置有贯穿所述上板、所述移动板和所述底板的导轨，所述上板和所述底板固定在所述导轨上，所述移动板在所述导轨上上下移动。

优选地，所述移动板的上表面和下表面设置有直线轴承，所述移动板通过所述直线轴承在所述导轨上上下移动。

优选地，所述多角度劈刀尖角的角度范围为15-150°

优选地，所述多角度劈刀安装于装置垂直中线处，且可拆卸的安装于所述移动板上。

优选地，所述滑动台的长度为150-250mm，宽度为115-185mm。

优选地，所述滑动台的下表面设置有丝杠，所述丝杠用以调节所述滑动台的运动。