[发明专利]一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法

权利要求书

1.一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法，其特征在于：制作方法包括以下步骤：

步骤一、开展天然岩心取芯、洗油和烘干的前期处理；

步骤二、测试天然岩心孔隙度、渗透率和微观孔喉特征组成；

步骤三、将天然岩心碾成粉末，利用粒度仪测试岩石骨架及黏土胶结物粒度组成；

步骤四、根据天然岩心骨架及黏土胶结物粒度体积分数分析结果，将粒径分别按照0-30目、31-50目、51-100目、101-200目、201-400目和大于400目进行划分，各粒径对应的体积分数比记为V₁：V₂：V₃：V₄：V₅：V₆；在后续的数字岩心实际建模过程中，分别采用20目、40目、80目、150目、300目和500目的球形颗粒代替0-30目、31-50目、51-100目、101-200目、201-400目和大于400目岩石颗粒；通过球形体积计算公式V′_i＝4/3πr³，r为单个颗粒半径，将不同粒径体积分数比转化为颗粒数量比，记20目、40目、80目、150目、300目和500目球形颗粒的数量比值为N₁：N₂：N₃：N₄：N₅：N₆；

步骤五、基于步骤四得到的球形颗粒数量比，利用模拟自然界砂岩沉积、压实和成岩过程的过程法构建三维数字岩心模型，并计算数字岩心模型的孔隙度和渗透率；不断改变数字岩心压实程度和微调数字岩心颗粒数量比，直至数字岩心与天然岩心孔隙度、渗透率相差8％以内，记录最终数字岩心的压实程度Z和颗粒数量比；

步骤六、根据形成目标渗透率和孔隙度的数字岩心颗粒数量比，明确不同目数石英砂质量分数以及有机粉末固化剂质量分数，将石英砂和固化剂放入分散式搅拌器中充分混合，混合后放入压制岩心模型的压槽中，设定成型压力，设定成型压力为8MPa-40MPa，单向加压并保持压力0-1小时后脱模，脱模后进行加热固化、冷却和切割。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法，其特征在于：所述步骤四中，不同岩石颗粒粒径体积分数比与颗粒数量比的转化关系式为N_i＝V_i/V′_i，i＝1、2、3…。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法，其特征在于：所述步骤五中，最终数字岩心的压实程度Z为加压前数字岩心高度与加压后数字岩心高度之比。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法，其特征在于：所述步骤五中，最终数字岩心颗粒数量比为20目、40目、80目、150目、300目和500目球形颗粒之间的数量比值。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法，其特征在于：所述步骤五中，数字岩心中小于500目球形颗粒的质量分数被视为不同目数石英砂质量分数，500目球形颗粒的质量分数视为有机粉末固化剂质量分数，数字岩心中不同球形颗粒体积分数比与质量分数比的转化关系式m_i＝N_i×V′_i×ρ，ρ为石英砂密度。

6.根据权利要求1所述的一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法，其特征在于：在数字岩心球形颗粒转化为人造岩心制作用石英砂过程中，20目、40目、80目、150目、300目球形颗粒分别代表15-20目、40-50目、70-80目、160-180目和270-300目的石英砂颗粒。

7.根据权利要求1所述的一种基于数字岩心实现人造岩心定量制作方法，其特征在于：所述有机粉末固化剂制备工艺为：将重量份数为90-110份的合成树脂、10-25份的固化剂、0.3-2份的固化促进剂、0.4-1.5份的流平剂和0.2-0.6份的消泡剂放入高速搅拌破碎机中充分混合，将混合好后的原料缓慢加入塑料挤出机，设置温度，调节螺杆转速，挤出得到细条状混合料并冷却晾干，再将细条状混合料倒入磨粉机，使用目数为500-550目的筛网筛选，得到有机固化剂粉末。