图片简介:
本技术介绍了一种模拟地层岩芯的制备装置及方法，属于水力压裂实验技术领域，所述制备装置包括凹形底盘座、可拆卸式凹槽壁、裂缝形态模拟体和上端盖，其中可拆卸式凹槽壁分为左右两部分，左右两部分抱合固定连接后用于放置在凹形底盘座内，从而形成用于容纳模拟地层环境的材料和裂缝形态模拟体的腔体；上端盖用于放置在可拆卸式凹槽壁的上端以密封所述腔体。本技术制备出的模拟地层岩芯可以模拟水力压裂后射孔处的裂缝形态，裂缝成型的环境接近于真实地层环境。本技术能够简单、快速的制备岩芯，且制得的岩芯的模拟效
果好。
技术要求
1.一种模拟地层岩芯的制备装置，其特征在于，包括凹形底盘座、可拆卸式凹槽壁、裂缝
形态模拟体和上端盖，其中：
所述可拆卸式凹槽壁分为左右两部分，左右两部分抱合固定连接后用于放置在所述凹形底盘座内，从而形成用于容纳模拟地层环境的材料和所述裂缝形态模拟体的腔体；所述上端盖用于放置在所述可拆卸式凹槽壁的上端以密封所述腔体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凹形底盘座的中部设有凸形固定圆柱，
所述裂缝形态模拟体的底部设有与所述凸形固定圆柱相配合的圆柱状凹孔。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可拆卸式凹槽壁的外表面设有把手。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可拆卸式凹槽壁的左右两部分通过螺栓-螺母组合固定连接。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述裂缝形态模拟体参照水力压裂后裂缝几
何参数二维计算模型PKN或KGD进行制作。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上端盖的中部设有与所述裂缝形态模拟
体的上端插接配合的透孔。
7.利用权利要求2-6中任一所述的装置制备模拟地层岩芯的方法，其特征在于，包括以下
步骤：
(1)按照模拟地层环境的配方，配制足量的模拟地层环境的材料；
(2)将选定的裂缝形态模拟体下端的圆柱状凹孔对准凹形底盘座上的凸形固定圆柱插入；(3)将可拆卸式凹槽壁的左右两部分放入凹形底盘座上，对准后将左右两部分固定；
(4)将模拟地层环境的材料分批倒入由可拆卸式凹槽壁的左右两部分以及凹形底盘座组成
的空间内，材料倒入过程中，边倒入边用铁柱压实，至材料没过裂缝形态模拟体的最上端；
(5)使用与裂缝形态模拟体对应的上端盖，将空间内的材料遮盖，组成密闭空间，利用液
压泵使凹形底盘座与上端盖做相对运动，将密闭空间内的模拟地层环境的材料压实制得带有不同形态裂缝的模拟地层岩芯，以此模拟地层中水力压裂后裂缝的形态。
技术说明书
一种模拟地层岩芯的制备装置及方法技术领域
本技术涉及水力压裂实验技术领域，特别是指一种模拟地层岩芯的制备装置及方法。背景技术
水力压裂技术是油气田开发过程中经常使用的油气井增产作业措施，特别是在低渗超低渗油藏、煤层气的开发中，水力压裂是不可缺少的增产措施。室内通过压裂装置物理模拟裂缝的成本高、实验装置复杂，尤其是难以方便的获得带有不同形态裂缝的模拟地层岩芯，以此模拟地层中水力压裂后裂缝的形态。
中国专利CN201821642640.2介绍了一种水压致裂物理模拟实验装置，该装置可以实现柔性加载和不平行度自由匹配的水压致裂的物理模拟；中国专利CN201710501388.7介绍了一种疏松砂岩径向孔水力压裂物理模拟装置和方法，该装置能够模拟疏松砂岩径向孔水力压裂的过程，并且同时监测和探明裂缝的起裂位置和延伸方向。
现有技术虽已存在较多水力压裂模拟实验装置，但是均不涉及带有不同形态裂缝的模拟地层岩芯的制备，如果岩芯采用从自然获取的方式，则获得难度大，且较难具有代表性；目前岩芯多采用人工制备的方式，但往往制备步骤繁琐，效率低，制得的岩芯的模拟效果差。技术内容
本技术要解决的技术问题是提供一种模拟地层岩芯的制备装置及方法，能够简单、快速的制备岩芯，且制得的岩芯的模拟效果好。为解决上述技术问题，本技术提供技术方案如下：
一方面，提供一种模拟地层岩芯的制备装置，包括凹形底盘座、可拆卸式凹槽壁、裂缝形态模拟体和上端盖，其中：
所述可拆卸式凹槽壁分为左右两部分，左右两部分抱合固定连接后用于放置在所述凹形底盘座内，从而形成用于容纳模拟地层环境的材料和所述裂缝形态模拟体的腔体；所述上端盖用于放置在所述可拆卸式凹槽壁的上端以密封所述腔体。
根据本技术优选的，所述凹形底盘座的中部设有凸形固定圆柱，所述裂缝形态模拟体的底部设有与所述凸形固定圆柱相配合的圆柱状凹孔。根据本技术优选的，所述可拆卸式凹槽壁的外表面设有把手。
根据本技术优选的，所述可拆卸式凹槽壁的左右两部分通过螺栓-螺母组合固定连接。根据本技术优选的，所述裂缝形态模拟体参照水力压裂后裂缝几何参数二维计算模型
PKN或KGD进行制作。
根据本技术优选的，所述上端盖的中部设有与所述裂缝形态模拟体的上端插接配合的透孔。
另一方面，提供一种利用上述的装置制备模拟地层岩芯的方法，包括以下步骤：
(1)按照模拟地层环境的配方，配制足量的模拟地层环境的材料；
(2)将选定的裂缝形态模拟体下端的圆柱状凹孔对准凹形底盘座上的凸形固定圆柱插入；(3)将可拆卸式凹槽壁的左右两部分放入凹形底盘座上，对准后将左右两部分固定；(4)将模拟地层环境的材料分批倒入由可拆卸式凹槽壁的左右两部分以及凹形底盘座组成
的空间内，材料倒入过程中，边倒入边用铁柱压实，至材料没过裂缝形态模拟体的最上端；
(5)使用与裂缝形态模拟体对应的上端盖，将空间内的材料遮盖，组成密闭空间，利用液
压泵使凹形底盘座与上端盖做相对运动，将密闭空间内的模拟地层环境的材料压实制得带有不同形态裂缝的模拟地层岩芯，以此模拟地层中水力压裂后裂缝的形态。本技术具有以下有益效果：
本技术的制备装置通过利用不同的裂缝形态模拟体可以实现模拟水力压裂后射孔处的裂缝形态，制备出的模拟地层岩芯可以用于转向压裂过程中暂堵剂的封堵性能评价，能够便于研究不同裂缝形态对暂堵剂封堵裂缝效果的影响，并且裂缝成型的环境接近于真实地层环境。因此，本技术能够简单、快速的制备岩芯，且制得的岩芯的模拟效果好。附图说明
图1为本技术的模拟地层岩芯的制备装置的结构示意图，其中(a)为一个角度的立体图，(b)为另一角度的立体图；
图2为图1中凹形底盘座的剖面结构示意图；
图3为图1中可拆卸式凹槽壁的结构示意图，其中(a)为单侧部分的正视图，(b)为俯视图；图4为本技术中一种裂缝形态模拟体的结构示意图，其中(a)为剖面正视图，(b)为剖面侧视图，(c)为仰视图；
图5为本技术中另一种裂缝形态模拟体的结构示意图，其中(a)为剖面正视图，(b)为剖面侧视图，(c)为仰视图；
图6为与图4所示裂缝形态模拟体对应的上端盖的结构示意图；图7为与图5所示裂缝形态模拟体对应的上端盖的结构示意图；图8为本技术的模拟地层岩芯的制备方法的流程示意图。具体实施方式
为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
模拟地层岩芯的设备制作设备及方法的制作方法
