标准岩心模型及其制造方法与流程

本发明涉及致密油气开发实验技术领域，尤其涉及一种标准岩心模型及其制造方法。

背景技术：

我国致密油气储量丰富，但到目前为止开采量很少，其中重要原因是对我国致密油气储层的地质微观流动规律不掌握。目前对于致密油气储层的地质微观流动规律的研究，主要采用真实岩心进行实验，将岩心置于岩心夹持系统中，从岩心一端注入流体，在岩心的另一端监测流体排出的速度、压力等渗流参数，通过更换不同的流体，研究各岩心孔隙结构在注入不同流体时渗流参数的变化规律，从而分析致密油气储层的地质微观流动规律。但是，真实岩心需投资数千万元钻井从地下取出且岩心数量非常有限，这使得实验成本过高；再者，研究致密油气储层的地质微观流动规律的实验通常是具有破坏性的，在研究一种岩心孔隙结构注入不同流体时渗流参数的变化规律时，如果对同一块岩心进行重复实验，先后将不同流体注入岩心孔隙结构中进行研究以获得对比实验结果，由于先注入的流体已破坏岩心的内部结构，再注入其他种类流体进行实验所获得的实验结果很有可能不准确，而开采得到的真实岩心结构各不相同，几乎很难找到具有相同结构的岩心来进行对比实验；并且，一些开采的真实岩心因部分损毁而使部分内部结构发生变化，这给致密油气储层的地质微观流动规律的研究带来很大困难。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种标准岩心模型制造方法，用以获得标准岩心模型，从而利于开展致密油气储层的地质微观流动规律研究的对比实验，获得准确的实验结果，总结可靠的致密油气储层的地质微观流动规律，该方法包括：

对岩心样品进行扫描，获得三维数字岩心；

提取三维数字岩心中的标准孔隙结构；

3d打印具有标准孔隙结构的岩心模型，获得标准岩心模型；

其中，所述标准孔隙结构包括：单个孔隙为规则或不规则的圆柱状结构，所述规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且半径相同，不规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且各横切面圆形的半径值为两个或两个以上。

本发明实施例通过对岩心样品进行扫描，获得三维数字岩心，提取三维数字岩心中的标准孔隙结构，并3d打印具有标准孔隙结构的岩心模型，从而获得标准岩心模型。本发明实施例采用3d打印技术打印岩心模型，能够制造多个具有相同孔隙结构的岩心模型，不仅无需投资数千万元钻井开采真实岩心，有效节省实验成本，而且在研究一种岩心孔隙结构注入不同流体时渗流参数的变化规律时，可以在制造的多个具有相同孔隙结构的岩心模型中分别注入不同流体并研究渗流参数的变化规律，有效克服了采用真实岩心进行实验时难以开展对比实验以及实验结果不准确的问题。此外，本发明实施例先从扫描得到的三维数字岩心中选取标准孔隙结构，再利用3d打印技术打印具有标准孔隙结构的岩心模型，采用具有标准孔隙结构的岩心模型进行渗流参数的变化规律研究时，由于孔隙结构具有代表性和普遍性，有利于总结渗流参数的变化规律，避免因开采过程中岩心部分损毁、内部结构发生变化而产生干扰实验数据，无法得出准确的实验结论。

本发明实施例提供一种标准岩心模型，用以进行致密油气储层的地质微观流动规律研究的对比实验，获得准确的实验结果，总结可靠的致密油气储层的地质微观流动规律，该标准岩心模型为柱体，标准岩心模型内部包含标准孔隙结构，标准岩心模型顶面和底面各具有至少一个圆形孔，其中，标准孔隙结构包括：单个孔隙为规则或不规则的圆柱状结构，所述规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且半径相同，不规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且各横切面圆形的半径值为两个或两个以上；孔隙之间的位置关系包括：孔隙之间相互交叉形成夹角或孔隙之间相互平行。

本发明实施例中标准岩心模型内部包含标准孔隙结构，在采用具有标准孔隙结构的岩心模型进行渗流参数的变化规律研究时，由于孔隙结构具有代表性和普遍性，有利于总结渗流参数的变化规律，避免因开采过程中岩心部分损毁、内部结构发生变化而产生干扰实验数据，无法得出准确的实验结论。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中标准岩心模型制造方法的示意图；

图2a-图2c为本发明实施例中标准孔隙结构中单个孔隙的示意图；

图3为本发明实施例中标准岩心模型的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

为了获得标准岩心模型，用于开展致密油气储层的地质微观流动规律研究的对比实验，获得准确的实验结果，总结可靠的致密油气储层的地质微观流动规律，本发明实施例提供一种标准岩心模型制造方法，如图1所示，该方法可以包括：

步骤101、对岩心样品进行扫描，获得三维数字岩心；

步骤102、提取三维数字岩心中的标准孔隙结构；

步骤103、3d打印具有标准孔隙结构的岩心模型，获得标准岩心模型；

其中，所述标准孔隙结构包括：单个孔隙为规则或不规则的圆柱状结构，所述规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且半径相同，不规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且各横切面圆形的半径值为两个或两个以上。

由图1所示可以得知，本发明实施例通过对岩心样品进行扫描，获得三维数字岩心，提取三维数字岩心中的标准孔隙结构，并3d打印具有标准孔隙结构的岩心模型，从而获得标准岩心模型。申请人发现，目前对于致密油气储层的地质微观流动规律的研究，主要采用真实岩心进行实验，将岩心置于岩心夹持系统中，从岩心一端注入流体，在岩心的另一端监测流体排出的速度、压力等渗流参数，通过更换不同的流体，研究各岩心孔隙结构在注入不同流体时渗流参数的变化规律，从而分析致密油气储层的地质微观流动规律。但是，真实岩心需投资数千万元钻井从地下取出且岩心数量非常有限，这使得实验成本过高；再者，研究致密油气储层的地质微观流动规律的实验通常是具有破坏性的，在研究一种岩心孔隙结构注入不同流体时渗流参数的变化规律时，如果对同一块岩心进行重复实验，先后将不同流体注入岩心孔隙结构中进行研究以获得对比实验结果，由于先注入的流体已破坏岩心的内部结构，再注入其他种类流体进行实验所获得的实验结果很有可能不准确，而开采得到的真实岩心结构各不相同，几乎很难找到具有相同结构的岩心来进行对比实验；并且，一些开采的真实岩心因部分损毁而使部分内部结构发生变化，这给致密油气储层的地质微观流动规律的研究带来很大困难。因此，本发明实施例采用3d打印技术打印岩心模型，能够制造多个具有相同孔隙结构的岩心模型，不仅无需投资数千万元钻井开采真实岩心，有效节省实验成本，而且在研究一种岩心孔隙结构注入不同流体时渗流参数的变化规律时，可以在制造的多个具有相同孔隙结构的岩心模型中分别注入不同流体并研究渗流参数的变化规律，有效克服了采用真实岩心进行实验时难以开展对比实验以及实验结果不准确的问题。此外，本发明实施例先从扫描得到的三维数字岩心中选取标准孔隙结构，再利用3d打印技术打印具有标准孔隙结构的岩心模型，采用具有标准孔隙结构的岩心模型进行渗流参数的变化规律研究时，由于孔隙结构具有代表性和普遍性，有利于总结渗流参数的变化规律，避免因开采过程中岩心部分损毁、内部结构发生变化而产生干扰实验数据，无法得出准确的实验结论。

具体实施时，对岩心样品进行扫描，获得三维数字岩心。实施例中，可以采用电子计算机x线断层扫描技术(ct扫描技术)或聚焦扫描技术对岩心样品进行扫描，获得岩心样品的三维数字岩心。

具体实施时，获得三维数字岩心之后，提取三维数字岩心中的标准孔隙结构，其中标准孔隙结构包括：单个孔隙为规则或不规则的圆柱状结构，规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且半径相同，不规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且各横切面圆形的半径值为两个或两个以上，如图2a-图2c所示。发明人发现，开采得到的真实岩心结构各不相同，几乎很难找到具有相同结构的岩心来进行对比实验；并且，一些开采的真实岩心因部分损毁而使部分内部结构发生变化，这给致密油气储层的地质微观流动规律的研究带来很大困难。本发明实施例从扫描得到的三维数字岩心中选取标准孔隙结构，采用具有标准孔隙结构的岩心模型进行渗流参数的变化规律研究时，由于孔隙结构具有代表性和普遍性，有利于总结渗流参数的变化规律，避免因开采过程中岩心部分损毁、内部结构发生变化而产生干扰实验数据，无法得出准确的实验结论。

实施例中，标准孔隙结构中，所有孔隙的孔径的平均值在第一设定范围内，第一设定范围可以是50nm～500μm。

实施例中，标准孔隙结构中，各孔隙之间所形成夹角的角度在第二设定范围内，第二设定范围可以是0度到360度。

具体实施时，提取三维数字岩心中的标准孔隙结构之后，3d打印具有标准孔隙结构的岩心模型，获得标准岩心模型。

需要说明的是，3d打印技术为现有技术，本领域技术人员能够通过查阅资料了解3d打印技术，本发明不再进行具体说明。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种标准岩心模型，如下面的实施例所述。

本发明实施例提供一种标准岩心模型，用以进行致密油气储层的地质微观流动规律研究的对比实验，获得准确的实验结果，总结可靠的致密油气储层的地质微观流动规律。如图3所示，该标准岩心模型为柱体，标准岩心模型内部包含标准孔隙结构，标准岩心模型顶面和底面各具有至少一个圆形孔，其中，标准孔隙结构包括：单个孔隙为规则或不规则的圆柱状结构，所述规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且半径相同，不规则的圆柱状结构为孔隙的全部横切面均为圆形且各横切面圆形的半径值为两个或两个以上；孔隙之间的位置关系包括：孔隙之间相互交叉形成夹角或孔隙之间相互平行。

一个实施例中，标准孔隙结构中，所有孔隙的孔径的平均值在第一设定范围内。

一个实施例中，第一设定范围为50nm～500μm。

一个实施例中，标准孔隙结构中，各孔隙之间所形成夹角的角度在第二设定范围内。

一个实施例中，第二设定范围为0度到360度。

本发明实施例中标准岩心模型内部包含标准孔隙结构，在采用具有标准孔隙结构的岩心模型进行渗流参数的变化规律研究时，由于孔隙结构具有代表性和普遍性，有利于总结渗流参数的变化规律，避免因开采过程中岩心部分损毁、内部结构发生变化而产生干扰实验数据，无法得出准确的实验结论。

综上所述，本发明实施例通过对岩心样品进行扫描，获得三维数字岩心，提取三维数字岩心中的标准孔隙结构，并3d打印具有标准孔隙结构的岩心模型，从而获得标准岩心模型。本发明实施例采用3d打印技术打印岩心模型，能够制造多个具有相同孔隙结构的岩心模型，不仅无需投资数千万元钻井开采真实岩心，有效节省实验成本，而且在研究一种岩心孔隙结构注入不同流体时渗流参数的变化规律时，可以在制造的多个具有相同孔隙结构的岩心模型中分别注入不同流体并研究渗流参数的变化规律，有效克服了采用真实岩心进行实验时难以开展对比实验以及实验结果不准确的问题。此外，本发明实施例先从扫描得到的三维数字岩心中选取标准孔隙结构，再利用3d打印技术打印具有标准孔隙结构的岩心模型，采用具有标准孔隙结构的岩心模型进行渗流参数的变化规律研究时，由于孔隙结构具有代表性和普遍性，有利于总结渗流参数的变化规律，避免因开采过程中岩心部分损毁、内部结构发生变化而产生干扰实验数据，无法得出准确的实验结论。

实施例中，标准岩心模型内部包含标准孔隙结构，在采用具有标准孔隙结构的岩心模型进行渗流参数的变化规律研究时，由于孔隙结构具有代表性和普遍性，有利于总结渗流参数的变化规律，避免因开采过程中岩心部分损毁、内部结构发生变化而产生干扰实验数据，无法得出准确的实验结论。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。