縫洞性碳酸鹽巖模型、其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及專用于深部復(fù)雜碳酸鹽巖或縫桐型發(fā)育地層鉆井，W便取得縫桐型碳 酸鹽巖聲-力學(xué)響應(yīng)特征的方法或設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種縫桐性碳酸鹽巖模型、 其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界范圍內(nèi)，碳酸鹽巖油藏儲量占已探明石油儲量的52%，占油氣總產(chǎn)量的 60%。我國目前主力區(qū)塊的海相碳酸鹽地層W碳酸鹽巖縫桐性油氣藏為主，巖性非均質(zhì)性 強，裂縫溶桐發(fā)育，油氣層埋藏深多壓力系統(tǒng)共存、鉆井地質(zhì)環(huán)境因素識別難度大、易漏、儲 層損害嚴(yán)重，引起事故的主要原因之一就是不能準(zhǔn)確的確定碳酸鹽巖地層孔隙壓力，嚴(yán)重 制約了我國石油勘探開發(fā)的力度。
[0003] 海相碳酸鹽巖裂縫、溶孔、溶桐發(fā)育，地層孔隙壓力和地應(yīng)力分布差異極大、規(guī)律 性差、不確定性強等復(fù)雜特征，導(dǎo)致地球物探、地震資料品質(zhì)差，對其地質(zhì)環(huán)境、巖體力學(xué)特 征參數(shù)、地層壓力系統(tǒng)難W準(zhǔn)確識別和預(yù)測，鉆井過程中可預(yù)知性差，致使鉆井過程成功率 低，嚴(yán)重制約油氣勘探開發(fā)的進(jìn)程。
[0004] 目前采用碎屑巖"沉積壓實理論"進(jìn)行，多數(shù)利用聲波速度和地球物理資料來進(jìn)行 地層壓力預(yù)測，但在理論上尚未取得實質(zhì)性突破。 陽〇化]對縫桐性碳酸鹽巖地層孔隙壓力預(yù)測問題采用室內(nèi)模擬縫桐性碳酸鹽巖孔隙壓 力條件下聲學(xué)與力學(xué)響應(yīng)特征分析，原始地層縫桐性碳酸鹽巖個體差異性巨大，很難對裂 縫、孔桐結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述精細(xì)描述。研究縫桐性碳酸鹽巖聲學(xué)、力學(xué)響應(yīng)特征的一種較好的方 法就是利用制備模擬不同裂縫、孔隙特征的人工制備試樣。
[0006] 目前，采用天然縫桐性碳酸鹽巖存在一下問題： W07] 1)受加工條件的限審Ij，在將天然不規(guī)則碳酸鹽巖巖塊加工成標(biāo)準(zhǔn)的 300mmX300mmX300mm立方體，由于巖塊裂縫、孔桐的存在，加工Ξ組對面的平行度難W保 證，造成加工過程中受力不均產(chǎn)生的試驗誤差；
[0008] 2)由于裂縫性碳酸鹽巖沉積過程中環(huán)境復(fù)雜，且經(jīng)歷多次構(gòu)造運動，所取各試樣 間的差異性巨大，并且內(nèi)部的裂縫分布、孔隙發(fā)育程度不易掌握，如采用大型工業(yè)CT進(jìn)行 無損檢測，費用昂貴，難W承受，如采用原巖樣品進(jìn)行聲學(xué)與力學(xué)響應(yīng)特征測試，試驗結(jié)果 的可比性將大大降低，不利于對規(guī)律性性認(rèn)識的總結(jié)與分析。
[0009] 綜上所述，采用天然碳酸鹽巖試樣進(jìn)行試驗測試，存在很多無法克服的先天不足， 試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性很難把握。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種能夠模擬原始地層碳酸鹽巖裂縫性、孔隙結(jié)構(gòu)的縫桐 性碳酸鹽巖模型、其制備方法和用途，從而更加適于實用。
[0011] 為了達(dá)到上述第一個目的，本發(fā)明提供的縫桐性碳酸巖模型的技術(shù)方案如下：
[0012] 本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型包括骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬件；
[0013] 所述骨料各組分的質(zhì)量份數(shù)比為，水泥：石英砂：重晶石粉：水=(2~ 3) : (1. 5~2. W : (0. 5~1) : (0. 4~1);
[0014] 所述孔桐模擬件分布于所述骨料中；
[0015] 所述巖體裂縫模擬件也分布于所述骨料中。
[0016] 本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型還可采用W下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
[0017] 作為優(yōu)選，所述巖體裂縫模擬件為硫酸紙，或者，草圖紙。
[0018] 作為優(yōu)選，所述孔桐模擬件為球狀物。
[0019] 作為優(yōu)選，所述球狀物是粒徑不同的聚苯乙締顆粒。
[0020] 為達(dá)到上述第二個目的，本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法的技術(shù)方 案如下：
[0021] 本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法包括W下步驟：
[0022] 將所述骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬件按照分布規(guī)律填滿于一模具中；
[0023] 在預(yù)定的溫度和濕度條件下靜置預(yù)定時間，使得所述骨料之間充分發(fā)生物理反應(yīng) 和化學(xué)反應(yīng)；
[0024] 拆除所述模具，得到所述縫桐性碳酸鹽巖模型。
[00巧]本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法還可采用W下技術(shù)措施進(jìn)一步實 現(xiàn)。
[0026] 作為優(yōu)選，將所述骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬件按照分布規(guī)律填滿于一模具 中的步驟之前，還包括在所述模具內(nèi)壁上涂刷潤滑劑的步驟。
[0027] 作為優(yōu)選，將所述骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬件按照分布規(guī)律填滿于一模具 中包括W下步驟：
[0028] 準(zhǔn)備所述骨料和孔桐模擬件，并充分?jǐn)埌杷龉橇虾涂淄┠M件，使所述骨料和 孔桐模擬件形成拌合物；
[0029] 將所述拌合物分層加入到所述模具中；
[0030] 將所述裂縫模擬件加入到所述拌合物的層與層之間。
[0031] 作為優(yōu)選，將所述拌合物分層加入到所述模具中時，每層所述拌合物加入完成后， 還包括對已經(jīng)加入的所述拌合物進(jìn)行巧實的步驟。
[0032] 作為優(yōu)選，對已經(jīng)加入的所述拌合物進(jìn)行巧實的步驟完成后，還包括打毛的步驟。
[0033] 作為優(yōu)選，將所述拌合物分層加入到所述模具中的步驟是通過將所述拌合物在所 述模具中鋪平的方式實現(xiàn)的。
[0034] 作為優(yōu)選，將所述骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬件按照分布規(guī)律填滿于一模具 中的步驟之后，還包括將超出所述模型開口面的拌合物刮除的步驟。
[0035] 作為優(yōu)選，將超出所述模型開口面的拌合物刮除的步驟完成后，還包括平整的步 驟。
[0036] 作為優(yōu)選，在所述平整的步驟完成后，還包括巧實的步驟，經(jīng)過所述巧實的步驟之 后，暴露在外的所述拌合物形成一平整面。
[0037] 本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型能夠用于縫桐性碳酸鹽巖巖體聲學(xué)與力學(xué)相 應(yīng)特征測試試驗。
[0038] 采用本發(fā)明提供的方法制備得到的縫桐性碳酸鹽巖模型基于天然縫桐性碳酸鹽 巖的物理力學(xué)特性，采用工業(yè)CT端面掃描技術(shù)對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)描述，識別裂縫、孔 隙、桐等結(jié)構(gòu)大小與分布形態(tài)，選擇得到骨料各組分的質(zhì)量份數(shù)比為，水泥：石英砂：重晶 石粉：水=(2~3) : (1.5~2.5) : (0.5~1) : (0.4~1)，并且，在該骨料中滲入孔 桐模擬件和巖體裂縫模擬件，其不受天然碳酸鹽巖采集困難的限制，可W根據(jù)需要通過調(diào) 整孔隙、縫桐模擬材料的含量制作得到特定孔隙、縫桐分布的規(guī)整的測試塊。將其用于縫桐 性碳酸鹽巖巖體聲學(xué)與力學(xué)相應(yīng)特征測試試驗時，避免了在加載過程中由于受力不均勻 而產(chǎn)生試驗誤差，從而提高了試驗測試結(jié)果分析的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0039] 通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明 的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
[0040] 圖1為本發(fā)明實施例22提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法的步驟流程圖；
[0041] 圖2為本發(fā)明實施例23提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0042] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種能夠模擬原始地層碳酸鹽巖裂縫 性、孔隙結(jié)構(gòu)的縫桐性碳酸鹽巖模型、其制備方法和用途，從而更加適于實用。
[0043] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，W下結(jié) 合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的縫桐性碳酸鹽巖、其制備方法和用途，其具體實 施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。在下述說明中，不同的"一實施例"或"實施例" 指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點可由任何合 適形式組合。
[0044] 本文中術(shù)語"和/或"，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可W存在Ξ種 關(guān)系，例如，A和/或B，具體的理解為：可W同時包含有A與B，可W單獨存在A，也可W單獨 存在B，能夠具備上述Ξ種任一種情況。
[0045] 為了達(dá)到上述第一個目的，本發(fā)明提供的縫桐性碳酸巖模型的技術(shù)方案如下：
[0046] 本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型包括骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬 件；骨料各組分的質(zhì)量份數(shù)比為，水泥：石英砂：重晶石粉：水=(2~3) : (1.5~ 2.5) : (0.5~1) : (0.4~1);孔桐模擬件分布于骨料中；巖體裂縫模擬件也分布于骨料 中。本實施例中，水泥采用425型娃酸鹽水泥。
[0047] 其中，巖體裂縫模擬件可W為硫酸紙，或者，草圖紙。其中，硫酸紙的特點是：強度 高、透明度好、耐曬、耐高溫、硬度較高，作為縫桐性碳酸鹽巖巖體裂縫模擬件應(yīng)用時，不易 變形；草圖紙透明度更高，但強度稍低，具有薄、厚兩種規(guī)格可供選用。
[0048] 其中，孔桐模擬件可W為球狀物，本實施例中，球狀物是粒徑不同的聚苯乙締顆 粒。
[0049] 實施例1~21 陽化0]
陽051] 為達(dá)到上述第二個目的，本發(fā)明提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法的技術(shù)方 案如下：
[0052] 實施例22
[0053] 參見附圖1，本發(fā)明實施例22提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法包括W下步 驟：
[0054] 步驟1 :將骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬件按照分布規(guī)律填滿于一模具中；本 實施例中，在本實施例中，使用的模型模具為立方體不誘鋼模具。該不誘鋼模具由5塊不誘 鋼鋼板通過螺栓牢固緊密裝配在一起，由5塊鋼板形成立方體的前、后、左、右、下5個面， 上面空出，用于加入拌合物，形成一個300mmX300mmX300mm的立方體空間。 陽化5] 步驟2 :在預(yù)定的溫度和濕度條件下靜置預(yù)定時間，使得骨料之間充分發(fā)生物理 反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)；
[0056] 步驟3 :拆除模具，得到縫桐性碳酸鹽巖模型。
[0057] 實施例23
[0058] 參見附圖2,本發(fā)明實施例23提供的縫桐性碳酸鹽巖模型的制備方法還包括W下 步驟：
[0059] 在步驟1將骨料、孔桐模擬件、巖體裂縫模擬件按照分布規(guī)律填滿于一模具中之 前，還包括步驟10 :在模具內(nèi)壁上涂刷潤滑劑的步驟。在運種情況下，在執(zhí)行步驟3即拆除 磨具時，模具與縫桐性碳酸鹽模型之間分離更容易。本實施例中，潤滑劑是潤