[发明专利]一种微观岩石网络模型制作方法

说明书

本发明公开了一种微观岩石网络模型制作方法，其中包括：提取孔喉通道，对孔喉通道中的孔隙和喉道进行分离，获得孔隙图案和喉道图案，分别制作孔隙掩膜和喉道掩膜；利用所述孔隙掩膜和喉道掩膜对基片进行刻蚀，形成刻蚀基片；将所述刻蚀基片与盖片进行键合，形成微观岩石网络模型。本发明通过孔喉分离、图像对准和重复光刻在微观玻璃模型上实现了更加贴合油藏实际的微纳米油气流动通道，刻蚀工艺中反应时间的控制精确，通道的深宽比、光滑度和平整度较好，键合过程无需提供压力，能够更好地保护纳米通道，实现了微米孔隙和纳米喉道的真实砂岩微观模型的键合，使二维平面模型上不能发生的海恩斯阶跃以及非润湿相聚并等微观动态变化得以呈现。

技术领域

本发明实施例涉及油气开发领域，尤其涉及一种微观岩石网络模型制作方法。

背景技术

随着油气资源开发相关理论研究的不断深入，油气田开发的热点与难点问题逐渐由常规油气的开发与提高采收率向非常规油气高效开发转变。

我国微观物理模拟实验起步较晚，以郭尚平院士为学科带头人的中国科学院渗流较早地提出了“微观渗流”的思想，并在上世纪90年代形成了一系列微观渗流仿真和测试技术，针对常规油藏微米尺度通道中流体流动开展了大量研究，揭示了一些重要渗流机理和规律，为常规油藏开发提供了理论支撑。近年来随着微观物理模型使用范围的扩大，朱维耀、戴彩丽以及岳湘安等许多油气田开发领域的资深学者利用真实砂岩的微观玻璃模型和规则的微观玻璃模型进行了化学驱作用机理的研究，为常规油藏提高采收率研究提供了有效支撑。

但过去的微观玻璃模型在应用于致密油藏开发时存在较大局限性，主要表现在四个方面：(1)常规刻蚀填砂模型通道尺度普遍偏大，一般在20μm-200μm，与致密油藏主要孔喉尺寸差别较大(孔隙20μm-80μm，喉道100nm-700nm)难以用于流体在微纳尺度孔喉中的流动研究；(2)常规可视化微流控芯片都是二维芯片，整个模型通道深度都一样，这与真实砂岩孔喉之间三维差异有着巨大差异，流体在孔喉间流动的海恩斯阶跃、油水聚并等微观动态难以出现，与油气在致密油藏中的流动状态存在较大差异；(3)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。

发明内容

本发明提供一种微观岩石网络模型制作方法，针对非常规油藏尤其致密油藏的微米尺度通道中流体流动的研究，提供了更贴合实际的微观物理模型。

本发明实施例提供了一种微观岩石网络模型制作方法，包括：

提取孔喉通道，对孔喉通道中的孔隙和喉道进行分离，获得孔隙图案和喉道图案，分别制作孔隙掩膜和喉道掩膜；

利用所述孔隙掩膜和喉道掩膜对基片进行刻蚀，形成刻蚀基片；

将所述刻蚀基片与盖片进行键合，形成微观岩石网络模型。

其中，对孔喉通道中的孔隙和喉道进行分离，获得孔隙图案和喉道图案包括：

对岩石切片的图像进行二值化处理，区分岩石骨架图案和孔喉通道图案；

确定孔喉通道图案中所有的中轴线；

以中轴线上每个像素点为圆心做圆，所述圆的半径为其圆心到达最近岩石骨架的距离；

将半径满足预设条件的圆的圆心定义为节点，每个节点处对应的孔喉通道图案为孔隙图案，剩余部分的孔喉通道图案为喉道图案。

其中，利用所述孔隙掩膜和喉道掩膜对基片进行刻蚀，包括：

孔隙刻蚀，利用所述孔隙掩膜对所述基片进行刻蚀，形成半刻蚀基片；

掩膜对准，根据所述孔隙掩膜和喉道掩膜上刻有的相对应的第一标记，将所述半刻蚀基片与喉道掩膜进行对准；