[发明专利]一种含岩性渐变区的多层系岩样制备与压裂模拟方法

权利要求书

1.一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

分析多层系储层岩石特征，获取多层系储层岩石内部裂缝参数的空间分布特征，然后获取多层系储层岩石的层内均质岩性层以及层间过渡区岩性层的力学参数的空间分布特征；

依据确定的裂缝参数的空间分布特征以及力学参数的空间分布特征，构建3D打印模型，采用3D打印技术打印获得多层系岩样。

2.根据权利要求1所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，所述力学参数为弹性模量；所述层内均质岩性层在空间上各点具有相同的弹性模量，所述层内均质岩性层的弹性模量采用三轴压缩实验获得；所述层间过渡区岩性层空间上弹性模量分布采用纳米压痕实验获得。

3.根据权利要求2所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，所述层间过渡区岩性层空间上弹性模量分布采用纳米压痕实验获得，具体包括：在所述层间过渡区岩性层的纵向上逐层剖切，在每个剖切平面划分一系列控制单元，分别对每个控制单元采用纳米压痕实验，获得每个控制单元的弹性模量，即获得整个剖切平面上的弹性模量分布；根据获得的不同剖切平面上的弹性模量分布，采用线性插值方法，计算不同剖切平面之间过渡区的弹性模量分布，从而获得层间过渡区岩性层空间上的弹性模量分布。

4.根据权利要求3所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，对每个控制单元采用纳米压痕实验具体包括：采用点阵式纳米压痕实验进行测试，每个控制单元的纳米压痕实验数量为多个，实验后统计获得每个控制单元弹性模量的概率分布结果，选择概率分布最大的分区区间内弹性模量的数据，求取平均值作为所述控制单元的弹性模量。

5.根据权利要求3所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，采用线性插值方法，计算不同剖切平面之间过渡区的弹性模量分布时，线性插值的数量为2～4层、各插值层间距相等。

6.根据权利要求3所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，在所述层间过渡区岩性层的纵向上采用线切割技术进行逐层剖切后，再对剖切平面进行抛光处理，相邻剖切平面之间的距离小于0.5mm。

7.根据权利要求1所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，采用3D打印技术打印时，采用水泥、石英砂和水组成的混合物作为打印原料，水的用量为水泥和石英砂总质量的10％～12％；多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量不同，石英砂与水泥的质量比不同；多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为41Gpa～7.1Gpa，石英砂与水泥的质量比为1：5～3：1，根据插值计算不同弹性模量对应的石英砂与水泥的质量比。

8.根据权利要求7所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，当多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为41Gpa时，石英砂与水泥的质量比为1:5；当多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为29GPa时，石英砂与水泥的质量比为1:4；当多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为16GPa时，石英砂与水泥的质量比为1:3；石英砂与水泥的质量比为0:1时，当多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为12.7GPa；当多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为11.2GPa时，石英砂与水泥的质量比为1:1；当多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为7.23GPa时，石英砂与水泥的质量比为2:1；当多层系储层岩石中不同空间位置弹性模量为7.1GPa时，石英砂与水泥的质量比为3:1，根据插值计算其他弹性模量对应的石英砂与水泥的质量比。

9.根据权利要求1所述一种含岩性渐变区的多层系岩样制备方法，其特征在于，采用3D打印技术打印时，充填型裂缝打印时的充填物采用石膏粉为原料，非充填型裂缝打印时的充填物采用水溶性材料。