[发明专利]一种考虑随机裂缝分布的破碎性井眼岩样加工方法

权利要求书

1.一种考虑随机裂缝分布的破碎性井眼岩样加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：利用井壁取心技术从破碎性地层中钻取岩心，并基于岩心三维CT扫描仪获得岩心结构图，在结构图中建立1cm×1cm×1cm的三维坐标系，记录弯曲裂缝、直裂缝、斜裂缝的坐标数据和数量，计算岩心裂缝总面积，确定岩心的破碎程度，破碎程度定义为岩心内裂缝总面积与岩心表面积之比，见公式(1)：

式中：η为岩心破碎程度；S_a为岩心内裂缝总面积；S_b为岩心表面积；

S2：建立井眼岩样的破碎性数学特征；方法如下：

①根据所要加工的井眼岩样表面积，结合S1中的岩心破碎程度，利用公式(2)计算井眼岩样裂缝总面积；

S＝ηS_j (2)

式中：S为井眼岩样裂缝总面积；S_j为井眼岩样表面积；

②以子步骤①中的井眼岩样裂缝总面积构建以裂缝数量及裂缝尺寸为随机变量的函数方程，采用随机抽样法求解随机变量，获取裂缝数量及裂缝尺寸结果；具体为，将裂缝分为弯曲裂缝、直裂缝和斜裂缝，将裂缝简化为四边形或三角形，以子步骤①中的井眼岩样裂缝总面积构建以裂缝数量及裂缝尺寸为随机变量的函数方程，见公式(3)，

式中：n为弯曲裂缝数量；a_i为弯曲裂缝底边长度；b_i为弯曲裂缝顶边长度；h_i为弯曲裂缝顶边和底边之间的距离；m为直裂缝数量；c_i为直裂缝底边长度；d_i为直裂缝顶边长度；e_i为直裂缝顶边和底边之间的距离；l为斜裂缝数量；f_i为斜裂缝底边长度；gi为斜裂缝顶边长度；t_i为斜裂缝顶边和底边之间的距离；

③利用随机抽样法在井眼岩样空间内随机确定裂缝位置，包括裂缝中心点位置坐标、裂缝与坐标轴夹角；

④根据子步骤②和③的结果，在满足裂缝最高点具有最大值的条件下，获取裂缝各顶点在井眼岩样空间内的坐标数据；

S3：准备井眼岩样所需材料；利用XRD分析技术获取储层矿物成分及含量，确定料浆配比；根据S2中所得到的裂缝数量和裂缝尺寸，加工井眼岩样所需的中溶聚乙烯醇薄膜；

S4：制备井眼岩样；

S5：静置养护井眼岩样；

S6：形成破碎性特征。

2.根据权利要求1所述的一种考虑随机裂缝分布的破碎性井眼岩样加工方法，其特征在于，所述S3具体步骤如下：首先准备料浆：采用XRD对所钻取岩心开展矿物成分分析，获取所钻取岩心的矿物成分组分含量谱图；根据所得谱图确定料浆配比，根据料浆配比称取各种矿物成分的重量，将称取好的各种矿物成分依次倒入搅拌机中形成料浆；其次加工中溶聚乙烯醇薄膜：根据S2中所得到的裂缝数量和裂缝尺寸，通过LM1530光纤激光切割机加工中溶聚乙烯醇薄膜；其中弯曲裂缝的中溶聚乙烯醇薄膜，应以裂缝尺寸随机结果的1.2倍进行加工，便于后期制作弯曲裂缝。

3.根据权利要求1所述的一种考虑随机裂缝分布的破碎性井眼岩样加工方法，其特征在于，所述S4具体步骤如下：

按照S2所获取的弯曲裂缝、直裂缝和斜裂缝各顶点坐标数据，在模具中用高强高模PVA纤维将S3加工好的中溶聚乙烯醇薄膜固定；最后，采用每层1-2厘米的分层充填方式进行料浆充填形成充填好的模具。

4.根据权利要求3所述的一种考虑随机裂缝分布的破碎性井眼岩样加工方法，其特征在于：直裂缝和斜裂缝采用高强高模PVA纤维紧绷固定；弯曲裂缝采用高强高模PVA纤维松弛固定；当充填漫过一部分中溶聚乙烯醇薄膜时，需将固定中溶聚乙烯醇薄膜的高强高模PVA纤维取出；当要添加弯曲裂缝时，需用细铁丝调整中溶聚乙烯醇薄膜使其弯曲。

5.根据权利要求3所述的一种考虑随机裂缝分布的破碎性井眼岩样加工方法，其特征在于：所述模具包括由一块底板、四块侧板组成的上端开口的立方体和一个位于立方体内部的圆柱体；四块侧板和圆柱体的底面分别固定于底板之上，相邻的侧板之间两两通过螺丝固定连接。