[发明专利]人造岩心、人造岩心的制作方法和仪器

说明书

技术领域

本发明涉及石油开发实验技术领域，具体而言，涉及一种人造岩心、人造岩心的制作方法和仪器。 

背景技术

在油气田开发实验研究中，岩心孔隙结构历来受到研究者的重视，但是其不可控制的特点也制约了相关研究的精度与深度。 

岩心驱替实验是最为基础并广为应用的研究方法之一，研究目的包括评价驱替剂的驱油效率、驱替方式对最终采收率的影响和流体在岩心内的渗流特征等等。岩心驱替实验过程中需要使用多块岩心重复实验以验证实验结论，选择岩心时需要选择主要物性参数最为接近的岩心，尽管选择岩心的方法是成熟的，但是不同岩心的孔隙结构仍存在不同程度的差异，这一差异势必对研究结果产生一定影响。例如在对比不同驱替剂的驱油效率时，孔隙结构对驱油效率的影响是必然的。选用两块岩心进行对比实验，前提认为孔隙结构的影响是相近的，如果测量参数的结果相差较大，那么孔隙结构差异对测量结果的影响可以消除。反之，孔隙结构差异产生的影响将模糊驱替剂间的性能差异。 

实际的油气田开发实验中，研究者经常利用胶结和压实等方法制作满足一定要求的人造岩心，以解决天然岩心挑选困难的问题，常用的技术参数包括外形尺寸、渗透率和岩石粒径等等。尽管人造岩心扩大了实验研究范围，但是渗透率等参数的一致性并不能说明孔隙结构在很大程度上是相似的，岩心孔隙结构仍是无法控制的。每次使用的人造岩心虽然材料相同，但是岩心孔隙结构不同，这给岩心驱替实验等油气田的开发实验研究带来了较大的影响。 

发明内容

本发明旨在提供一种人造岩心的制作方法、人造岩心的制作仪器和人造岩心，以解决 现有的实验研究中，各人造岩心的孔隙结构不同给岩心驱替实验等油气田的开发实验研究带来了较大的影响的问题。 

为此，本发明提出一种人造岩心的制作方法，所述人造岩心的制作方法包括：A、选择介质作为制作所述人造岩心的材料；B、取一具有多层孔隙结构的天然岩心作为岩心样品，根据设定层距对所述天然岩心分层，按照岩心样品的各层结构制作岩心样品的各层孔隙结构图；C、融化所述介质，将融化后的所述介质按照所述各层孔隙结构图逐层打印到载物台上，所述载物台与融化后的所述介质互不相熔；D、打印结束后待所述载物台上的所述介质冷却凝固后，从所述载物台上取下固态的所述介质。 

进一步地，所述每层孔隙结构图包括多个实心微粒和所述实心微粒之间的孔隙，步骤C中，将融化后的所述介质打印到所述载物台上进一步为：将融化后的所述介质按照每层孔隙结构图中的各所述实心微粒的位置打印到所述载物台上。 

进一步地，所述步骤B进一步为：取一块圆柱状天然岩心作为岩心样品，按照岩心样品的分层结构制作各层孔隙结构图。 

进一步地，所述各层孔隙结构图由天然岩心切成多层薄片制成或将天然岩心的各层经过CT扫描制成。 

进一步地，所述人造岩心的制作方法还包括使用打印程序进行自动控制，其中，所述打印程包括序将所述各层孔隙结构图输入到所述打印程序中，步骤C中，打印轨迹或打印过程由所述打印程序控制进行自动打印。 

进一步地，步骤C中，所述将融化后的所述介质打印到所述载物台上通过喷嘴的喷射来完成。 

进一步地，所述载物台设置在所述喷嘴下方，所述打印过程为所述喷嘴位置固定，所述载物台根据所述各层孔隙结构图进行移动，所述打印为逐行打印。 

进一步地，步骤C中，所述逐层打印进一步为：将融化后的所述介质按照第一层孔隙结构图和设定的打印距离打印到所述载物台的打印区域上，形成第一层所述介质；下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与所述第一层所述介质之间的打印距离恒定，在同一所述打印区域上按照第二层孔隙结构图打印第二层所述介质，每打印完一层，下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与打印上的最近一层所述介质之间的打印距离恒定，然后在同一所述打印区域上打印下一层，直至打印完最后一层。 

进一步地，所述喷嘴与所述载物台之间的距离为5mm，所述喷嘴内径0.2mm；喷射速度 为5点/s；喷射压力2MPa。 

进一步地，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径分为0.6mm和0.3mm两种，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径由所述打印程序根据所述实心微粒的大小选择。 

进一步地，所述介质为玻璃微粒或硅酸钠粉末，所述载物台的材质为不锈钢。 

本发明还提出一种人造岩心的制作仪器，所述人造岩心的制作仪器包括： 

加热装置，所述加热装置中包括容纳所述介质的融化容器； 

与所述融化容器连接的喷嘴，所述喷嘴固定设置并与恒压气源装置连接；