[发明专利]一种双孔隙物理模型及其制作方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种双孔隙物理模型及其制作方法与应用，属于油气勘探和开发的地球物理研究技术领域。

背景技术

裂缝是地下油气储集空间的一种重要类型。按照成因可以分为：构造裂缝、成岩裂缝、沉积-构造裂缝、压溶裂缝、溶蚀裂缝。裂缝发育的内因主要决定于岩石的脆性。控制裂缝的构造因素，主要是作用力的强弱、性质、受力次数、变形环境、和变形阶段等。

裂缝储层是最重要的油气储层之一。在碳酸盐岩、致密砂岩、泥岩、火成岩以及古潜山变质岩中均存在工业价值的油气藏。特别是对于碳酸盐岩来说，其中的裂缝、孔隙是油气的主要运移通道和储集空间，它们的存在是碳酸盐岩油气成藏的必要条件之一。碳酸盐岩只占沉积岩的20%，但它蕴藏的油气探明储量却占世界的50%以上，产量占60%以上。我国的华北、西北、西南和南方的广阔海相碳酸盐岩地层分布区已成为新一轮油气勘探的重要接替区。而致密砂岩、泥岩、火成岩、变质岩中的裂缝油气藏在我国大庆、胜利、长庆、四川等各个主要油气田中均有发现，已成为我国油气增加储量、提高产量的重要隐蔽型储层类别之一。

致密储层的孔隙、裂缝在类型和形态上具有多样性，在规模大小方面具有多尺度性，在空间分布上具有非规则性并且往往发育在经过多期地质构造运动的深部老地层中。在相距不足1km的两口深井，往往一口井高产油气，另一口则是干井的现实使得仅仅依靠传统的地面地质资料和钻井、测井资料进行裂缝系统空间分布的划分及预测变得十分困难。这使得裂缝油气储层的地球物理描述或预测变得十分必要。

含裂缝介质超声波物理模型实验及其波场响应特征分析研究对裂缝油气藏地球物理识别具有基础性和直观性。物理模型试验是联系地质、地球物理和油藏工程等不同学科共同研究裂缝油气藏的纽带和桥梁。而其中最重要的一项工作就是制作出具有可控裂缝尺寸和分布的双孔隙物理模型。国内外模拟裂缝储层的物理模型多采用有机玻璃、环氧树脂等材料，其近似性非常大，离实际的岩石相差甚远。虽然后来出现利用环氧树脂胶结石英砂，同时嵌入金属薄片，通过酸洗的方式使金属片析出，形成裂缝人工砂岩的制作工艺，但是环氧树脂胶结石英砂制作成的人工砂岩，其矿物成分、孔隙结构与实际砂岩也有很大差别，同时酸洗并不一定能完全将金属片析出，却会影响环氧胶结的效果，破坏人工砂岩的结构。因此，必须寻找更好的制作工艺，制作出矿物成分、孔隙结构与实际岩石接近，并含有可控裂缝的物理模型。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双孔隙物理模型及其制作方法。本发明的制作方法能够制作得到含有可控裂缝的双孔隙物理模型。

本发明的目的还在于提供上述双孔隙物理模型在裂缝油气储层地震波响应模拟研究中的应用。

为达上述目的，本发明提供一种双孔隙物理模型的制作方法，其包括以下步骤：

将石英砂、长石、高岭土和滑石进行球磨混合，得到一混合粉体；

在所述混合粉体中加入粘结剂，搅拌混合均匀后，得到一混合物料；

将所述混合物料逐层铺放入模具中，并且在每一层混合物料上均匀铺放高分子材料薄片，铺放若干层混合物料以及高分子材料薄片后（最后一层为混合物料），得到填充混合物料及高分子材料薄片的模具；

将所述填充混合物料及高分子材料薄片的模具进行压实处理后，得到坯体，将所述坯体依次进行烘烤、烧结后，得到所述的双孔隙物理模型。

在上述的制作方法中，优选地，所述高分子材料薄片为厚度0.06-0.5mm并具有受热分解气化性能的高分子材料薄片。更优选地，所述高分子材料薄片包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄片、聚乙烯（PE）薄片以及聚氯乙烯（PVC）薄片等中的一种或几种的组合。

在上述的制作方法中，优选地，所述石英砂、长石、高岭土和滑石的重量比为10:1:1:1-10:3:1.5:1。更优选地，所述石英砂、长石、高岭土和滑石的重量比为10:1:1:1。

在上述的制作方法中，优选地，石英砂、长石、高岭土和滑石的细度均为60至1000目，并且依据制作要求变化。更优选地，所述石英砂的细度为60-400目，所述长石的细度为325-350目，所述高岭土的细度为500-540目，所述滑石的细度为800-900目。

在上述的制作方法中，优选地，所述混合粉体与粘结剂的重量比为10:1-10:3。更优选地，所述混合粉体与粘结剂的重量比为10:1。