[发明专利]用于地热试验的具有非均质岩样的模拟地层的制作方法

说明书

本发明公开了一种用于地热试验的具有非均质岩样的模拟地层的制作方法，其涉及地热工程实验领域，包括以下步骤：将纱布裁剪成小块并团成预设直径的纱布团；将石英砂、环氧树脂AB胶、导热原料分别放置于加热箱中进行预热；预热完成以后，将石英砂、环氧树脂AB胶、导热原料和纱布团根据第一预设配比装入容器中并进行混合形成胶砂混合物，在所述环氧树脂AB胶未出现明显固化前完成混合均匀；等等。本申请能够制作具有兼顾孔隙度、渗透率、导热系数、抗张强度和抗压强度的非均质岩样的模拟地层，以应用于室内地热试验中，从而进一步提高试验结果的精度。

技术领域

本发明涉及地热工程实验领域，特别涉及一种用于地热试验的具有非均质岩样的模拟地层的制作方法。

背景技术

现代工业中，经常采用室内试验模拟实际问题的方法来降低工程成本，促进生产高效、安全进行。在涉及到地层的相关研究中，岩样对试验最终结果起着决定性作用。常用岩样主要来源有工程现场获取和人工制备两种途径。其中，现场岩样成本较高，获取困难，目前地层岩样一般采用钻井取芯的方法获取，该过程需浪费大量的人力、物力和财力，并且所获取岩样受井筒直径限制体积通常较小，导致其难以大规模应用于试验研究。与之相比，人工制备岩样成本低，但用常规手段制作的岩样多为均质岩样，用其来进行模拟，试验结果与实际情况吻合度较现场岩样模拟结果差。随着地层测试技术的发展，例如石油行业的测井和试井等技术，运用人工制备岩样与实际地层岩样进行试验获得的模拟结果差别正逐步减小。

人工岩样制作方法为采用人工或液压机等将混合的固体颗粒(石英砂)、胶黏剂(环氧树脂AB胶)及其它成分压制成具有一定形状的固体。人工制备的岩样孔隙度、渗透率、导热系数、抗张强度和抗压强度等物性参数比较较为稳定，处于一个比较小的范围内。

因此，现有人工制备的岩样多为均质岩样，是为了简化试验所作的理想化处理。而实际地层在形成中由于经历了沉积、成岩及后期构造作用的综合影响，其空间分布及内部各种属性都存在极不均匀的变化，所以具有非均质岩样的模拟地层更符合地层实际状况。近年兴起的3D打印技术可以做非均质岩心，但是该方法制作成本高、维护成本高、周期长，一般适用于小尺度岩心如数字岩心，并不适用于大尺度试验岩心，另外对操作人员的技术要求高。因此需要提出新型高效、低成本的具有非均质岩样的模拟地层的制作方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于地热试验的具有非均质岩样的模拟地层的制作方法，其能够制作具有兼顾孔隙度、渗透率、导热系数、抗张强度和抗压强度的非均质岩样的模拟地层，以应用于室内地热试验中，从而进一步提高试验结果的精度。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种用于地热试验的具有非均质岩样的模拟地层的制作方法，包括以下步骤：

将纱布裁剪成小块并团成预设直径的纱布团；

将石英砂、环氧树脂AB胶、导热原料分别放置于加热箱中进行预热；

预热完成以后，将石英砂、环氧树脂AB胶、导热原料和纱布团根据第一预设配比装入容器中并进行混合形成胶砂混合物，在所述环氧树脂AB胶未出现明显固化前完成混合均匀；

将所述胶砂混合物分层铺于第一模具内，每铺一层所述胶砂混合物，就将该层所述胶砂混合物进行压实操作，在所述胶砂混合物分层铺于第一模具中的过程中，将用来模拟实际地层中的井的圆管放在胶砂混合物当中固定，并继续填充胶砂混合物直至填满第一模具，在第一模具中形成由多个岩样块构成的岩样，至少部分所述岩样块之间通过所述圆管串联在一起，由所述圆管串联在一起的所述岩样块之间具有间距；

将压实后装有所述胶砂混合物和圆管的第一模具放置于阴凉干燥处，静置满足要求的时间后将第一模具拆开得到一定导热系数、孔隙度、渗透率、抗张强度和抗压强度的岩样；

取所述岩样中的一个岩样块进行物性测试得到导热系数、孔隙度、渗透率、抗张强度和抗压强度的数值；