本發(fā)明涉及油田開發(fā)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置及制備方法。

背景技術(shù)：

目前，新老油田在采取增產(chǎn)技術(shù)措施前，均需在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物理模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果的好壞對(duì)這些措施的實(shí)施決策會(huì)有直接影響。因此，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的模擬應(yīng)盡可能和礦場(chǎng)儲(chǔ)層的實(shí)際情況接近。

現(xiàn)有室內(nèi)實(shí)驗(yàn)所用的一般模擬巖心只會(huì)對(duì)儲(chǔ)層滲透率、儲(chǔ)層部分巖石和一些地質(zhì)構(gòu)造做出模擬。實(shí)驗(yàn)過程中，由于其厚度和長(zhǎng)度有限，并不能有效模擬重力對(duì)其內(nèi)流體流動(dòng)的影響?，F(xiàn)有室內(nèi)模擬方案中，缺少對(duì)重力分異方面的模擬，如何對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行有效模擬，目前還沒有成熟的手段。

現(xiàn)有技術(shù)中，公開了兩種方法，第一種是使帶電單元與聚合物表面官能團(tuán)緊密聯(lián)接，當(dāng)驅(qū)替液在位于對(duì)應(yīng)重力分異模擬器內(nèi)的巖心中沿主流線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力分異模擬器內(nèi)存在的垂直磁場(chǎng)的作用而受到向下的洛侖茲力，利用巖心受到的洛侖茲力來模擬重力作用，從而使得在很薄的巖心內(nèi)也能夠有效模擬重力的作用，并且可以通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)度以控制磁力大小來模擬不同儲(chǔ)層條件下的重力分異作用。該方法使用向未帶電聚合物溶液中添加磁力助劑以配合磁場(chǎng)產(chǎn)生的洛侖茲力的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際儲(chǔ)層中重力的模擬，但是添加試劑不可避免的影響驅(qū)替劑內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響驅(qū)替效果。另外，如果需要模擬的重力過大，即油層過厚，要求磁場(chǎng)強(qiáng)度太太，會(huì)使室內(nèi)實(shí)驗(yàn)存在危險(xiǎn)。

另一種方法是，采用二維可視泡沫評(píng)價(jià)裝置，可以開展泡沫平面及縱向封堵效果研究，泡沫重力分異研究等。可以一定程度上對(duì)泡沫重力分異研究，但是該模型尺寸范圍較小，其模擬結(jié)果的局限性會(huì)與礦場(chǎng)的實(shí)際情況仍具有一定偏差。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷是：現(xiàn)有室內(nèi)實(shí)驗(yàn)用巖心因其尺寸的局限性，對(duì)重力分異的模擬結(jié)果會(huì)產(chǎn)生不可避免的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置及制備方法，采用模塊化的方法，通過大型立體模型，運(yùn)用填砂管與人造巖心以及天然巖心組合的方式實(shí)現(xiàn)油層加厚的問題，從而為油藏儲(chǔ)層重力分異的有效模擬提供一種物理模型。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置，包括：

多個(gè)升降架、工作臺(tái)、加熱墊、透明槽、方形空心管、擠壓裝置、巖心固定器和加熱裝置；

所述方形空心管包括十字方管、三頭方管、直角方管和方形填砂管，所述多個(gè)升降架均勻分布在所述工作臺(tái)兩側(cè)，所述加熱墊分為上加熱墊和下加熱墊，所述下加熱墊位于所述工作臺(tái)上，所述下加熱墊上方為所述透明槽，所述透明槽底部鋪設(shè)環(huán)氧樹脂墊塊，所述環(huán)氧樹脂墊塊位于所述方形空心管的下方，所述方形填砂管與所述十字方管、三頭方管和直角方管連接，置于所述透明槽中對(duì)應(yīng)位置，構(gòu)成宏觀大型巖心的制備模型。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：通過多個(gè)升降架、工作臺(tái)、加熱墊、透明槽、方形空心管、擠壓裝置、巖心固定器和加熱裝置組裝成的制備裝置進(jìn)行模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備；

其中，所述方形空心管包括十字方管、三頭方管、直角方管和方形填砂管，所述多個(gè)升降架均勻分布在所述工作臺(tái)兩側(cè)，所述加熱墊分為上加熱墊和下加熱墊，所述下加熱墊位于所述工作臺(tái)上，所述下加熱墊上方為所述透明槽，所述透明槽底部鋪設(shè)環(huán)氧樹脂墊塊，所述環(huán)氧樹脂墊塊位于所述方形空心管的下方，所述方形填砂管與所述十字方管、三頭方管和直角方管連接，置于所述透明槽中對(duì)應(yīng)位置。

進(jìn)一步地，所述加熱墊的材質(zhì)為膠皮。膠皮為耐高溫的材質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述升降架和所述方形空心管的材質(zhì)為鋼鐵。鋼鐵材質(zhì)具有高強(qiáng)度和承壓能力。

進(jìn)一步地，所述上加熱墊和所述下加熱墊尺寸相同，通過不同形狀的環(huán)扣扣合連接。根據(jù)實(shí)際需求選擇環(huán)扣的形狀，上下兩個(gè)加熱墊的尺寸相同，使巖心在實(shí)驗(yàn)過程中受熱均勻。

進(jìn)一步地，所述十字方管、三頭方管和直角方管內(nèi)部設(shè)置有膠套。

膠套起到很好的密封作用。

本發(fā)明提供一種基于模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置的制備方法包括：

步驟S1，根據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際儲(chǔ)層情況，獲取厚油層參數(shù)，所述參數(shù)包括油層厚度、孔隙度、油水密度、模擬厚油層射孔密度，并選取該厚油層中的多個(gè)天然巖心；

步驟S2，確定室內(nèi)實(shí)驗(yàn)制備的模擬重力分異的巖心模型的參數(shù)，包括宏觀巖心滲透率、孔隙度、宏觀大型物理模型高度、寬度、注采井?dāng)?shù)及布設(shè)位置；

步驟S3，根據(jù)所述厚油層參數(shù)，制備多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心；

步驟S4，根據(jù)所述多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心的尺寸，制備方形空心管，所述方形空心管包括十字方管、三頭方管、直角方管和方形填砂管；

步驟S5，將所述方形填砂管壓填，壓填完成后，在所述十字方管、三頭方管和直角方管內(nèi)放入所述多個(gè)天然巖心；

步驟S6，將所述多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心填入所述方形空心管連接組成的模型中，用擠壓裝置將模型整體擠壓緊固，得到宏觀巖心模型；

步驟S7，對(duì)所述宏觀巖心模型進(jìn)行井位布設(shè)，并進(jìn)行刮膠處理，得到刮膠后的宏觀巖心模型；

步驟S8，對(duì)所述刮膠后的宏觀巖心模型進(jìn)行一體化澆鑄，得到澆鑄后的宏觀巖心。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：先根據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際儲(chǔ)層情況，獲取厚油層參數(shù)，所述參數(shù)包括油層厚度、孔隙度、油水密度、模擬厚油層射孔密度，并選取該厚油層中的多個(gè)天然巖心；然后確定室內(nèi)實(shí)驗(yàn)制備的模擬重力分異的巖心模型的參數(shù)，包括宏觀巖心滲透率、孔隙度、宏觀大型物理模型高度、寬度、注采井?dāng)?shù)及布設(shè)位置；

接著根據(jù)所述厚油層參數(shù)，制備多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心；然后根據(jù)所述多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心的尺寸，制備方形空心管，所述方形空心管包括十字方管、三頭方管、直角方管和方形填砂管；接著將所述方形填砂管壓填，壓填完成后，在所述十字方管、三頭方管和直角方管內(nèi)放入所述多個(gè)天然巖心；

然后將所述多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心填入所述方形空心管連接組成的模型中，用擠壓裝置將模型整體擠壓緊固，得到宏觀巖心模型；接著對(duì)所述宏觀巖心模型進(jìn)行井位布設(shè)，并進(jìn)行刮膠處理，得到刮膠后的宏觀巖心模型；最后對(duì)所述刮膠后的宏觀巖心模型進(jìn)行一體化澆鑄，得到澆鑄后的宏觀巖心。

本發(fā)明模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備方法，采用模塊化的方法，通過大型立體模型，運(yùn)用填砂管與人造巖心以及天然巖心組合的方式實(shí)現(xiàn)油層加厚的問題，從而為油藏儲(chǔ)層重力分異的有效模擬提供一種物理模型；運(yùn)用該巖心模型可有效模擬油層的重力分異現(xiàn)象，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為礦場(chǎng)提供指導(dǎo)依據(jù)。

進(jìn)一步地，所述步驟S3包括：

根據(jù)所述厚油層參數(shù)，準(zhǔn)備壓制模具，選擇制備基礎(chǔ)巖心的材料；

將所述選擇制備基礎(chǔ)巖心的材料進(jìn)行攪拌，攪拌后倒入所述壓制模具中，進(jìn)行刮砂處理；

刮砂處理后，進(jìn)行加熱固形處理，得到待切割的巖心；

將所述待切割的巖心進(jìn)行切割處理，得到多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心。

進(jìn)一步地，所述步驟S4中，根據(jù)所述多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心的尺寸，制備方形空心管，具體為：

根據(jù)所述多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心的尺寸，制備帶微孔膠皮；

根據(jù)所述多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心的尺寸和所述帶微孔膠皮的尺寸，制備方形空心管。

進(jìn)一步地，所述步驟S7包括：

根據(jù)礦場(chǎng)油層射孔數(shù)據(jù)，以多注多采方式模擬設(shè)置布井位置，用環(huán)氧樹脂在所述基礎(chǔ)模塊巖心頂面對(duì)應(yīng)位置粘黏注采端，為所述基礎(chǔ)模塊巖心布設(shè)注入井、采出井以及飽和油的井位；

通過所述升降架將所述宏觀巖心模型整體升起，去除底部的所述透明槽和所述下加熱墊，通過所述巖心固定器將所述宏觀巖心模型整體的一側(cè)面進(jìn)行固定，進(jìn)行刮膠；

待膠干燥后，將所述宏觀巖心模型整體升起，撤掉所述巖心固定器，將所述透明槽及所述下加熱墊放回原處，所述透明槽位于所述下加熱墊上方；

在所述透明槽中布置環(huán)氧樹脂墊塊，將所述宏觀巖心模型放平，置于所述透明槽內(nèi)的環(huán)氧樹脂墊塊上；

對(duì)所述宏觀巖心模型整體的一側(cè)面進(jìn)行刮膠處理，所述一側(cè)面為與所述巖心固定器接觸的一面，待膠干燥后，完成刮膠處理，得到刮膠后的宏觀巖心模型。

進(jìn)一步地，所述步驟S8包括：

向所述宏觀大型巖心的制備裝置中的透明槽內(nèi)倒入環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂沒過所述刮膠后的宏觀巖心模型整體底面，并到達(dá)側(cè)壁預(yù)設(shè)位置后停止；

待所述環(huán)氧樹脂干燥后，繼續(xù)緩慢倒入環(huán)氧樹脂，直至其與所述刮膠后的宏觀巖心模型整體頂面的注采端平齊；

待所述環(huán)氧樹脂干燥后，完成澆鑄處理，得到澆鑄后的宏觀巖心。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中升降臺(tái)和工作臺(tái)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的下加熱墊示意圖；

圖3示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的加熱墊環(huán)扣示意圖；

圖4示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的透明槽示意圖；

圖5示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的膠皮示意圖；

圖6示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的十字方管、三頭方管和直角方管剖面示意圖；

圖7示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的方形填砂管示意圖；

圖8示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的宏觀巖心模型整體連接完成示意圖；

圖9示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的擠壓裝置示意圖；

圖10示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置中的巖心固定器；

圖11示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備方法流程圖；

圖12示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備方法中宏觀巖心模型整體布井示意圖；

圖13示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備方法中澆鑄后宏觀巖心模型整體示意圖；

圖14示出了本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備方法中澆鑄后宏觀巖心模型整體示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一

如圖1至圖10，本發(fā)明提供一種模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置，包括：

多個(gè)升降架1、工作臺(tái)2、加熱墊3、透明槽4、方形空心管5、擠壓裝置6、巖心固定器7和加熱裝置8(圖中未標(biāo)出)；

方形空心管5包括十字方管501、三頭方管502、直角方管503和方形填砂管504，多個(gè)升降架1均勻分布在工作臺(tái)2兩側(cè)，加熱墊3分為上加熱墊301和下加熱墊302，下加熱墊302位于工作臺(tái)2上，下加熱墊302上方為透明槽4，透明槽4底部鋪設(shè)環(huán)氧樹脂墊塊9(圖中未標(biāo)出)，環(huán)氧樹脂墊塊9位于方形空心管5的下方，方形填砂管504與十字方管501、三頭方管502和直角方管503連接，置于透明槽4中對(duì)應(yīng)位置，構(gòu)成宏觀大型巖心的制備模型。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：通過多個(gè)升降架1、工作臺(tái)2、加熱墊3、透明槽4、方形空心管5、擠壓裝置6、巖心固定器7和加熱裝置8組裝成的制備裝置進(jìn)行模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備；

其中，方形空心管5包括十字方管501、三頭方管502、直角方管503和方形填砂管504，多個(gè)升降架1均勻分布在工作臺(tái)2兩側(cè)，加熱墊3分為上加熱墊301和下加熱墊302，下加熱墊302位于工作臺(tái)2上，下加熱墊302上方為透明槽4，透明槽4底部鋪設(shè)環(huán)氧樹脂墊塊9，環(huán)氧樹脂墊塊9位于方形空心管5的下方，方形填砂管504與十字方管501、三頭方管502和直角方管503連接，置于透明槽4中對(duì)應(yīng)位置。

具體地，方形填砂管504與十字方管501、三頭方管502和直角方管503連接，組成的宏觀大型巖心的制備模型中，每個(gè)置放基礎(chǔ)模塊巖心14的格子四周設(shè)置有膠皮12，膠皮12上表面粗糙化處理，便于刮膠與基礎(chǔ)模塊巖心14成為一體。膠皮12上帶有微孔10，可以使基礎(chǔ)模塊和方形填砂管相連通。其外側(cè)長(zhǎng)度和寬度范圍為52cm—72cm，高度范圍為2.5cm—4.5cm。其內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度和寬度范圍為50cm—70cm，高度范圍為2.5cm—4.5cm。微孔10半徑范圍為0.3cm—0.5cm。

優(yōu)選地，加熱墊3的材質(zhì)為膠皮。膠皮為耐高溫的材質(zhì)。

優(yōu)選地，升降架1和方形空心管5的材質(zhì)為鋼鐵。鋼鐵材質(zhì)具有高強(qiáng)度和承壓能力。

優(yōu)選地，上加熱墊301和下加熱墊302尺寸相同，通過不同形狀的環(huán)扣扣合連接。如圖3所示，A表示上加熱墊環(huán)扣，B表示下加熱墊環(huán)扣；根據(jù)實(shí)際需求選擇環(huán)扣的形狀，上下兩個(gè)加熱墊3的尺寸相同，使巖心在實(shí)驗(yàn)過程中受熱均勻。不加熱時(shí)，例如升降起落可以承壓，需要加熱時(shí)充氣，其上帶有注氣泄壓口20，可外接注氣閥，緊貼巖心可以實(shí)現(xiàn)恒溫作用。

特別地，上加熱墊301在基礎(chǔ)巖心對(duì)應(yīng)井位處均布有通孔，通孔半徑范圍為0.4cm—0.6cm，可使井位注采端19與控制閥相連。

優(yōu)選地，十字方管501、三頭方管502和直角方管503內(nèi)部設(shè)置有膠套17。兩端含有內(nèi)螺紋16，放入天然巖心后，可給膠套17外周加壓使其緊固天然巖心。其橫截面的正方形長(zhǎng)度和寬度范圍為2.5cm—4.5cm，圓形除去內(nèi)螺紋16的直徑為2.8cm。

優(yōu)選地，方形填砂管504兩端有外螺紋18，可以和其它3種方形空心管501、502和503通過螺紋旋入連接，連接后其內(nèi)側(cè)面和其它方形空心管內(nèi)膠套17內(nèi)側(cè)面相接。填砂時(shí)，先將線性填砂管一端用密封蓋15通過螺紋旋入密封，旋入深度與十字方管可旋入深度相同，然后用小的機(jī)械壓頭定壓壓填填砂管，測(cè)試滲透率滿足要求后成批加工，待烘干后根據(jù)膠皮上的微孔10位置在對(duì)應(yīng)位置鉆同樣大小的微孔10。

具體地，升降架1通過滑輪11和繩索13固定在工作臺(tái)2上?；?1為鋼鐵材質(zhì)，繩索13為鋼絲繩。

具體地，升降架1可拆裝。升降架1由多個(gè)短節(jié)通過螺紋連接而成，每個(gè)短節(jié)一端為內(nèi)螺紋16，另一端為外螺紋18，短節(jié)螺紋長(zhǎng)度為5cm，總長(zhǎng)度為105cm。升降架高度可為200cm以上直至需求高度。

具體地，滑輪11半徑范圍為5cm—7cm，焊接固定在升降架最頂端。

具體地，方形填砂管504和其余三種方形空心管501、502和503通過螺紋連接，各基礎(chǔ)模塊巖心14和對(duì)應(yīng)膠皮嵌套連接，各膠皮和周圍4種方形空心管嵌套連接。待連接完成后用擠壓裝置6對(duì)其擠壓，確?；締卧倪B接及密封。

具體地，如圖9所示，擠壓裝置6包括擠壓槽601、液壓箱602、旋轉(zhuǎn)閥603、控制閥604和壓力表605；擠壓槽601為方形，擠壓槽601與液壓箱602連接，液壓箱602與旋轉(zhuǎn)閥603連接，控制閥604和壓力表605位于液壓箱602的出口端。使用時(shí)將擠壓槽601套入宏觀巖心模型整體外圍，開啟控制閥604，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥603，將液壓油擠入擠壓槽601四周，待壓力表到達(dá)要求數(shù)值后停止轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥603，擠壓開始，持續(xù)1分鐘之后逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥603使其復(fù)位，關(guān)閉控制閥604。

如圖12所示，具體地，巖心固定器7包括肋板701、緊固栓702、機(jī)械臂703和緊固塊704。

如圖11所示，本發(fā)明提供一種基于模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備裝置的制備方法包括：

步驟S1，根據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際儲(chǔ)層情況，獲取厚油層參數(shù)，參數(shù)包括油層厚度、孔隙度、油水密度、模擬厚油層射孔密度，并選取該厚油層中的多個(gè)天然巖心；

步驟S2，確定室內(nèi)實(shí)驗(yàn)制備的模擬重力分異的巖心模型的參數(shù)，包括宏觀巖心滲透率、孔隙度、宏觀大型物理模型高度、寬度、注采井?dāng)?shù)及布設(shè)位置；

步驟S3，根據(jù)厚油層參數(shù)，制備多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14；

步驟S4，根據(jù)多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14的尺寸，制備方形空心管5，方形空心管5包括十字方管501、三頭方管502、直角方管503和方形填砂管504；

步驟S5，將方形填砂管504壓填，壓填完成后，在十字方管501、三頭方管502和直角方管503內(nèi)放入多個(gè)天然巖心；

步驟S6，將多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14填入方形空心管5連接組成的模型中，用擠壓裝置6將模型整體擠壓緊固得到宏觀巖心模型；

步驟S7，對(duì)宏觀巖心模型進(jìn)行井位布設(shè)，并進(jìn)行刮膠處理，得到刮膠后的宏觀巖心模型；

步驟S8，對(duì)刮膠后的宏觀巖心模型進(jìn)行一體化澆鑄，得到澆鑄后的宏觀巖心。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：先根據(jù)礦場(chǎng)實(shí)際儲(chǔ)層情況，獲取厚油層參數(shù)，參數(shù)包括油層厚度、孔隙度、油水密度、模擬厚油層射孔密度，并選取該厚油層中的多個(gè)天然巖心；然后確定室內(nèi)實(shí)驗(yàn)制備的模擬重力分異的巖心模型的參數(shù)，包括宏觀巖心滲透率、孔隙度、宏觀大型物理模型高度、寬度、注采井?dāng)?shù)及布設(shè)位置；

接著根據(jù)厚油層參數(shù)，制備多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14；然后根據(jù)多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14的尺寸，制備方形空心管5，方形空心管5包括十字方管501、三頭方管502、直角方管503和方形填砂管504；接著將方形填砂管504壓填，壓填完成后，在十字方管501、三頭方管502和直角方管503內(nèi)放入多個(gè)天然巖心；

然后將多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14填入方形空心管5連接組成的模型中，用擠壓裝置6將模型整體擠壓緊固，得到宏觀巖心模型；接著對(duì)所述宏觀巖心模型進(jìn)行井位布設(shè)，并進(jìn)行刮膠處理，得到刮膠后的宏觀巖心模型；最后對(duì)刮膠后的宏觀巖心模型進(jìn)行一體化澆鑄，得到澆鑄后的宏觀巖心。

本發(fā)明模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心的制備方法，采用模塊化的方法，通過大型立體模型，運(yùn)用填砂管與人造巖心以及天然巖心組合的方式實(shí)現(xiàn)油層加厚的問題，從而為油藏儲(chǔ)層重力分異的有效模擬提供一種物理模型；運(yùn)用該巖心模型可有效模擬油層的重力分異現(xiàn)象，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為礦場(chǎng)提供指導(dǎo)依據(jù)。

具體地，步驟S3包括：

根據(jù)厚油層參數(shù)，準(zhǔn)備壓制模具，選擇制備基礎(chǔ)巖心的材料；

將選擇制備基礎(chǔ)巖心的材料進(jìn)行攪拌，攪拌后倒入壓制模具中，進(jìn)行刮砂處理；

刮砂處理后，進(jìn)行加熱固形處理，得到待切割的巖心；

將待切割的巖心進(jìn)行壓制切割處理，得到多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14。

具體地，步驟S4中，根據(jù)多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14的尺寸，制備方形空心管5，具體為：

根據(jù)多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14的尺寸，制備帶微孔膠皮；

根據(jù)多個(gè)基礎(chǔ)模塊巖心14的尺寸和帶微孔膠皮的尺寸，制備方形空心管5。

具體地，步驟S7包括：

根據(jù)礦場(chǎng)油層射孔數(shù)據(jù)，以多注多采方式模擬設(shè)置布井位置，用環(huán)氧樹脂在基礎(chǔ)模塊巖心14頂面對(duì)應(yīng)位置粘黏注采端19，為基礎(chǔ)模塊巖心14布設(shè)注入井、采出井以及飽和油的井位；

通過升降架1將宏觀巖心模型整體升起，去除底部的透明槽4和下加熱墊302，通過巖心固定器7將宏觀巖心模型整體的一側(cè)面進(jìn)行固定，進(jìn)行刮膠；

待膠干燥后，將宏觀巖心模型整體升起，撤掉巖心固定器7，將透明槽4及下加熱墊302放回原處，透明槽4位于下加熱墊302上方；

在透明槽4中布置環(huán)氧樹脂墊塊9，將宏觀巖心模型放平，置于透明槽4內(nèi)的環(huán)氧樹脂墊塊9上；

對(duì)宏觀巖心模型整體的一側(cè)面進(jìn)行刮膠處理，一側(cè)面為與巖心固定器7接觸的一面，待膠干燥后，完成刮膠處理，得到刮膠后的宏觀巖心模型。

具體地，步驟S8包括：

向宏觀大型巖心的制備裝置中的透明槽4內(nèi)倒入環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂沒過刮膠后的宏觀巖心模型整體底面，并到達(dá)側(cè)壁預(yù)設(shè)位置后停止；

待環(huán)氧樹脂干燥后，繼續(xù)緩慢倒入環(huán)氧樹脂，直至其與刮膠后的宏觀巖心模型整體頂面的注采端19平齊；

待環(huán)氧樹脂干燥后，完成澆鑄處理，得到澆鑄后的宏觀巖心，如圖13所示。

具體地，宏觀巖心模型整體頂面為正方形或長(zhǎng)方形，可根據(jù)模擬要求羅列成1.98m至10m或更高的巖心。

具體地，基礎(chǔ)模塊巖心14長(zhǎng)度和寬度范圍均為50cm—70cm，高度范圍為2.5cm—4.5cm。總孔隙體積范圍為1562.5ml—5512.5ml，滲透率范圍為0.1md—24000md。

實(shí)施例二

針對(duì)大慶油田某區(qū)塊油層厚度2m，有明顯重力分異現(xiàn)象，根據(jù)此區(qū)塊具體地質(zhì)特征制作模擬重力分異實(shí)驗(yàn)的宏觀大型巖心。下面結(jié)合實(shí)施例一中的圖1至圖13，并結(jié)合實(shí)施例二中的圖14，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，其步驟如下：

步驟一：針對(duì)實(shí)際礦場(chǎng)厚油層獲取相關(guān)參數(shù)及天然巖心若干，參數(shù)包括油層厚度、孔隙度、油水密度、厚油層射孔密度；

根據(jù)礦場(chǎng)厚油層資料得知油層厚度為2m，孔隙度為25％，油的密度為0.85g/cm³，地層水的密度為1.05g/cm³，厚油層射孔密度為每米15個(gè)孔。

步驟二：根據(jù)實(shí)際儲(chǔ)層重力分異情況確定室內(nèi)實(shí)驗(yàn)制備的重力分異模擬模型巖心的的參數(shù)，包括宏觀巖心滲透率、孔隙度、宏觀大型物理模型高度、寬度、注采井?dāng)?shù)及布設(shè)位置；

根據(jù)實(shí)際儲(chǔ)層重力分異情況確定室內(nèi)實(shí)驗(yàn)制備的重力分異模擬模型巖心的的宏觀巖心滲透率為2130md，孔隙度為25％，宏觀大型物理模型長(zhǎng)度和寬度均為198cm，高度為3cm，注采井?dāng)?shù)相同為6口，其位置為圖14中所示，左側(cè)6口為注入井，右側(cè)6口為采出井。

步驟三：準(zhǔn)備制作宏觀巖心模型整體所涉及的各裝置；

1)根據(jù)步驟二中的參數(shù)，制備宏觀巖心模型整體大型可起落帶滑輪11、升降架1、加熱墊3和透明槽4。

各裝置部件選擇：

選取滑輪11為錳鋼材質(zhì)，半徑為6cm；選取升降架1為錳鋼材質(zhì)，高度為300cm；選取繩索13為鋼絲繩；選取加熱墊3長(zhǎng)度和寬度均為205cm，高度為3cm，下加熱墊302的注氣泄壓口20半徑為0.5cm，上加熱墊301的通孔半徑為0.5cm；選取透明槽4長(zhǎng)度和寬度均為202cm，高度為8cm。

2)按照步驟一中厚油層參數(shù)制備基礎(chǔ)模塊巖心14，由基礎(chǔ)模塊巖心14尺寸制備帶微孔10的膠皮12，由基礎(chǔ)模塊巖心14和帶微孔膠皮12尺寸制備方形空心管5，分別為方形填砂管504、十字方管501、三頭方管和502直角方管503。將方形填砂管504一端用密封蓋15旋進(jìn)密封，用小的機(jī)械壓頭壓填，壓填之后測(cè)試滲透率，如滲透率和天然巖心滲透率一致，則成批壓填，之后烘干。壓填完成后根據(jù)膠皮的微孔10尺寸和位置在方形填砂管側(cè)壁靠基礎(chǔ)模塊巖心14一側(cè)鉆對(duì)應(yīng)微孔10，并在其余三種方形空心管內(nèi)放入對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度天然巖心。

各裝置部件選擇：

選取9塊基礎(chǔ)模塊巖心14，長(zhǎng)度和寬度均為60cm，高度為3cm，總孔隙體積為2700ml，滲透率為2130md；選取膠皮12外側(cè)長(zhǎng)度和寬度為62cm，高度為3cm，內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度和寬度為60cm，高度為3cm，微孔10半徑為0.4cm；選取十字方管501、三頭方管502和直角方管503為錳鋼材質(zhì)，其橫截面的正方形長(zhǎng)度和寬度均為3cm，圓形除去內(nèi)螺紋16的直徑為2.8cm，內(nèi)螺紋16長(zhǎng)度為1.5cm，膠套17的內(nèi)徑為2.5cm，外徑為2.8cm；選取方形填砂管504為錳鋼材質(zhì)，總長(zhǎng)度為55cm，其橫截面的正方形長(zhǎng)度和寬度均為3cm，圓形內(nèi)徑為2.5cm，兩端外螺紋18的長(zhǎng)度為1.5cm；選取巖天然心長(zhǎng)度為3.75cm、6.25cm和10cm三種規(guī)格。

步驟四：組裝制作宏觀巖心模型整體所涉及的各裝置；

下加熱墊302位于工作臺(tái)2上，其上為方形透明槽4，在透明槽4底部各方形空心管5下方、各基礎(chǔ)模塊巖心14下方以及對(duì)應(yīng)膠皮12下方鋪設(shè)環(huán)氧樹脂墊塊9。方形填砂管504和其余三種方形空心管通過螺紋連接，各基礎(chǔ)模塊巖心14和對(duì)應(yīng)膠皮12嵌套連接，各膠皮12和周圍4種方形空心管嵌套連接。待連接完成后用擠壓裝置對(duì)其擠壓，確?；締卧倪B接及密封，如圖8所示。

擠壓裝置使用時(shí)將擠壓槽601套入宏觀巖心模型整體外圍，開啟控制閥604，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥603，將液壓油從液壓箱602中擠入擠壓槽601四周，待壓力表605顯示2MPa后停止轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥603，擠壓開始，持續(xù)1分鐘之后逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥603使其復(fù)位，關(guān)閉控制閥604。

步驟五：澆鑄宏觀巖心模型整體；

1)布井；

根據(jù)礦場(chǎng)油層射孔數(shù)據(jù)，用五點(diǎn)法井網(wǎng)對(duì)基礎(chǔ)模塊巖心14布井。如圖14所示，用環(huán)氧樹脂在基礎(chǔ)模塊巖心14頂面對(duì)應(yīng)位置粘黏注采端19。用宏觀巖心模型整體左側(cè)的6個(gè)注采端19模擬注入井，用宏觀巖心模型整體右側(cè)的6個(gè)注采端19模擬采出井，用五點(diǎn)法井網(wǎng)的中心處注采端19模擬飽和水與飽和油的井位。

2)模型刮膠；

通過升降架1上的滑輪11，用繩索13將擠壓好的宏觀巖心模型整體升起，去除原底部透明槽4及下加熱墊302。在工作臺(tái)2上放置巖心固定器7，調(diào)節(jié)繩索13位置，將宏觀巖心模型整體面積較小的任一側(cè)面立于巖心固定器7上的肋板701處，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械臂703，使緊固塊704緊貼與肋板701接觸面相鄰的兩個(gè)側(cè)面，之后用緊固栓702固定機(jī)械臂703，完成固定。給宏觀巖心模型整體剩余側(cè)面刮兩次膠，待膠干燥后松開巖心固定器的機(jī)械臂703，控制滑輪11用繩索13將宏觀巖心模型整體升起，撤掉巖心固定器7，將透明槽4及下加熱墊302放回原處。在透明槽4中布置環(huán)氧樹脂墊塊9，之后將宏觀巖心模型整體緩慢放平，置于透明槽4內(nèi)環(huán)氧樹脂墊塊9上。給宏觀巖心模型整體的最后一個(gè)側(cè)面刮兩次膠，待其干燥后，刮膠工藝完成。

3)一體化澆鑄；

向透明槽4內(nèi)緩慢倒入環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂沒過宏觀巖心模型整體底面，并到達(dá)側(cè)壁1.5cm后停止，待環(huán)氧樹脂干燥后，繼續(xù)緩慢倒入環(huán)氧樹脂，直至其與宏觀巖心模型整體頂面的注采端19平齊。待其干燥后，澆鑄工藝完成。澆鑄后宏觀巖心模型整體，如圖14所示。

4)模型飽和水、飽和油；

將上加熱墊301置于澆鑄完成的宏觀巖心模型整體頂面，通過上加熱墊301對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)巖心井位的通孔處，將注入井、采出井和飽和水、飽和油井位裝上控制閥，并將剩余井位用密封螺栓封死。關(guān)閉注入井和采出井的控制閥，將飽和水管線排空以后連接對(duì)應(yīng)井位的控制閥，對(duì)宏觀巖心模型整體飽和水，之后關(guān)閉飽和水井位的控制閥。將飽和油裝置上的管線排空后連接到之前飽和水的控制閥，開啟控制閥對(duì)宏觀巖心模型整體飽和油。宏觀巖心模型整體飽和水、飽和油之后，將飽和油井位對(duì)應(yīng)的控制閥關(guān)閉。

5)密封裝置。

從上加熱墊301上方控制閥處引出注入井與采出井管線，之后使上加熱墊301環(huán)扣和下加熱墊302環(huán)扣扣合，使宏觀巖心模型整體上端密封。

步驟六：調(diào)整模型位置，準(zhǔn)備開展厚油層重力分異實(shí)驗(yàn)。

將宏觀巖心模型整體用繩索13套緊，之后控制升降架1上的滑輪11使宏觀巖心模型整體升起，并保持垂直狀態(tài)。開啟加熱裝置8，通過注氣泄壓口20上的注氣閥注入熱氣體，將宏觀巖心模型整體環(huán)境加熱到45℃，之后關(guān)閉注氣閥，準(zhǔn)備開展厚油層重力分異模擬實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明實(shí)施后，運(yùn)用該巖心模型結(jié)合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法可以有效地進(jìn)行礦場(chǎng)重力分異現(xiàn)象模擬，能為礦場(chǎng)方案的決策提供重要的指導(dǎo)依據(jù)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。