[发明专利]一种真实煤二维微流体模型制作方法

说明书

本发明提出一种真实煤二维微流体模型制作方法，所述方法包括步骤一：采用CT仪器对柱状煤样进行扫描获得真实裂隙网络；步骤二：采用线切割机，在大块煤样上切割出7.2*7.2*1.5 cm的块状煤岩；步骤三：将真实的煤岩块放置在内壁尺寸为8 cm*8 cm*2 cm的硅胶磨具后倒入环氧树脂胶直至凝固；步骤四：将真实裂隙网络或者简化的裂隙输入到激光打标机中，在块状煤样表面刻蚀裂隙；步骤五：制作7.2*7.2 cm的PET薄膜，通过涂层工艺在PET薄膜的一面添加一层纳米厚度的硅胶涂层，随后通过硅胶涂层将PET薄膜与煤岩键合，保证了实验的准确性和可控性，PET膜和纳米硅胶涂层具有极好的透光性对于推动煤层气运移基础理论的研究，提高煤层气采收率有着重要意义。

技术领域

本发明设计煤层气开发领域，具体是涉及一种真实煤二维微流体模型制作方法。

背景技术

目前我国煤层气产业的不断发展，煤层气相关的开发理论的不断深入，气水两相运移机理以及提高低产井产率日益成为研究热点、难点；现有微观模型技术主要是针对石油领域相关问题研发的，主要分为两类：真实砂岩微观模型和玻璃仿真模型。

煤作为孔隙-裂隙双重介质，具有极强的非均质性，且在煤层气开发过程中煤岩裂隙网络主要作为气水运移的通道，但是目前石油领域微观模型主要是用于研究孔隙和吼道中的气液或液液流动情况，与煤层气领域待研究的裂隙中气液流动具有一定的差别，而现有的煤炭模型运用的材料是玻璃材料，而玻璃材料通过现有的湿法刻蚀、干法刻蚀无法达到纳米尺度级别或者以真实砂岩切片为原材料制作的微观模型，在制作过程中需加入粘合剂改变了岩心表面性质，并且观察效果差，达不到观察通道内部流体流动、吸附、扩散的目的，另一方面在制作微观模型的时候往往选择的是孔隙发育较好的砂岩具有一定的局限性，以往应用于石油行业微观模型无法胜任于孔隙尺度煤储层中气水两相运移的研究，因此需要设计一种真实煤二维微流体模型制作方法来解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点和不足，提供一种真实煤二维微流体模型制作方法。

本发明的主要目的是填补现有技术空白，为进一步研究煤中气水两相运移机制，剩余气液有效动用等问题，提供一种真实煤岩微观模型制作方法，该真实煤岩微观模型制作方法为：

一种真实煤二维微流体模型制作方法，其特征在于：所述方法包括：

步骤一：采用CT仪器对柱状煤样进行扫描获得真实裂隙网络，提取真实煤岩裂隙网络包括通过取样机在大块煤岩上钻取直径为2.5 cm，长为5 cm的煤柱；所述CT扫描方法，需要先将X射线管抽真空，随后将煤柱安放在样品夹持器中启动射线扫描图片，然后借助VG将图片重构为三维模型，最后通过Avizo对三维模型进行阈值分析，得到煤中真实的裂隙网络；

步骤二：选取20*20*20 cm的大块煤样，采用线切割机，在大块煤样上切割出7.2*7.2*1.5 cm的块状煤岩；

步骤三：将真实的煤岩块放置在内壁尺寸为8 cm*8 cm*2 cm的硅胶磨具后倒入环氧树脂胶直至凝固；

步骤四：将真实裂隙网络或者简化的裂隙输入到激光打标机中，在块状煤样表面刻蚀裂隙；

步骤五：制作7.2*7.2 cm的PET薄膜，通过涂层工艺在PET薄膜的一面添加一层纳米厚度的硅胶涂层，随后通过硅胶涂层将PET薄膜与煤岩键合，将具有硅胶涂层面的PET与煤岩表面贴合，在此过程中硅胶涂层会自动排除气泡，而与煤岩表面紧密贴合，键合过程方便，且气密性好。

本发明的进一步改进在于：步骤一中的CT仪器，电压为120 KV，电流为110 μA，获得分辨率为18.84 μm的煤岩切片，采用VG软件重构煤岩三维模型，通过Avizo软件，结合interactive thresholding 和top-hat模块分割裂隙和基质。