斷裂帶封堵油氣側(cè)向運(yùn)移的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及斷裂帶封堵油氣側(cè)向運(yùn)移的實(shí)驗(yàn)裝置，屬于油氣運(yùn)移與聚集物理模擬方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的油氣運(yùn)聚機(jī)理物理模擬基本都是在一個大的沙箱內(nèi)進(jìn)行，通過在沙箱內(nèi)構(gòu)置不同地質(zhì)模型，來模擬或驗(yàn)證某個地區(qū)的油氣運(yùn)移聚集規(guī)律。但是，尚沒有發(fā)現(xiàn)有針對通過改變斷裂帶內(nèi)充填物的巖性和壓實(shí)、膠結(jié)程度以及兩側(cè)地層巖性的對接關(guān)系來進(jìn)行斷裂控油作用研究的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種斷裂帶封堵油氣側(cè)向運(yùn)移的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)模擬在不同壓力控制下、不同斷裂帶內(nèi)部巖性和兩側(cè)地層巖性組合結(jié)構(gòu)下的油氣運(yùn)聚過程，分析油氣沿斷裂帶運(yùn)移和聚集規(guī)律及控制因素，深化對油氣成藏成因和油氣分布規(guī)律的認(rèn)識，為含油氣盆地的油氣勘探提供依據(jù)，同時也可很好地為實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及斷裂帶兩側(cè)巖性對接關(guān)系控油氣運(yùn)聚的研究，本模擬系統(tǒng)方法設(shè)計以下裝置和流程:一種斷裂帶封堵油氣側(cè)向運(yùn)移的實(shí)驗(yàn)裝置，包括模擬系統(tǒng)，模擬系統(tǒng)包括主體和外箱體，主體放在外箱體內(nèi)，主體包括盤體和斷裂帶，盤體被位于其內(nèi)部的斷裂帶切割形成下降的左盤體、上升的右盤體的斷背斜結(jié)構(gòu)。
[0005]該實(shí)驗(yàn)裝置還包括流體注入數(shù)據(jù)記錄與分析系統(tǒng)、輸油桶、流體輸出計量與分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，其中，流體注入數(shù)據(jù)記錄與分析系統(tǒng)、輸油桶、模擬系統(tǒng)、流體輸出計量與分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)依次相連構(gòu)成閉合的回路。
[0006]盤體底端設(shè)置有流體注入口，在盤體頂部和斷裂帶頂部均設(shè)有流體輸出口 ；輸油桶通過輸油軟管與流體注入口相連，輸油桶通過恒流恒壓栗與流體注入數(shù)據(jù)記錄與分析系統(tǒng)相連；流體輸出計量與分析系統(tǒng)與流體輸出口相連；輸油軟管上依次設(shè)置有尚壓閥、穩(wěn)壓閥、流量儀、壓力表、調(diào)節(jié)閥。
[0007]盤體自上而下包括蓋板和若干呈弧形曲面的地層單元，其中右盤體的地層單元相對左盤體中對應(yīng)的地層單元向上錯動了半個地層厚度的位置。
[0008]盤體的蓋板和地層單元均設(shè)有與斷層中的卡槽對應(yīng)的插板，通過卡槽與插板將盤體和斷裂帶固定成一體。
[0009]地層單元遠(yuǎn)離斷裂帶的一側(cè)設(shè)置有旋鈕開關(guān)和把手，除了最下層地層單元的底部無孔外，其他地層單元的底部均帶微孔。
[0010]斷裂帶中間用可滲透的擋板分為若干隔間，不同隔間內(nèi)充填不同粒徑的石英砂。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012](I)本實(shí)用新型在外觀上為360°全透明設(shè)計，實(shí)時三維觀察油氣在不同巖性結(jié)構(gòu)體中和不同斷裂帶部位的運(yùn)聚狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)三維可視化特點(diǎn)。
[0013](2)本方法實(shí)用新型了多層“單元”的斷裂帶箱體結(jié)構(gòu)物理模型，可方便快捷地實(shí)現(xiàn)對不同單元配置不同巖性，從而實(shí)現(xiàn)構(gòu)建不同斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型，以及其中差異封堵油氣側(cè)向運(yùn)移的油氣運(yùn)聚機(jī)理特征研究。
[0014](3)本方法實(shí)用新型了斷層兩側(cè)多層地層單元的配置，從而通過改變斷層兩側(cè)地層單元內(nèi)充填的巖性特征，來實(shí)現(xiàn)改變斷層兩側(cè)巖性的對接關(guān)系，從而進(jìn)行斷層兩側(cè)巖性對接關(guān)系控油機(jī)理研究。
[0015](4)模擬系統(tǒng)過程中可根據(jù)壓力和流量的控制，實(shí)現(xiàn)對模擬過程的控制，以及充注壓力、流速對油氣運(yùn)聚的影響。
[0016](5)本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒僮鞣奖?，靈便輕巧，能很好地多角度、多因素展現(xiàn)斷裂帶控油機(jī)理，因此也可很好地為本科生和研究生等實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型中設(shè)計的斷裂帶封堵油氣側(cè)向運(yùn)移實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)。
[0018]圖2為模擬系統(tǒng)的主體和外箱體構(gòu)成分解示意圖。
[0019]圖3為主體的左盤體、右盤體和斷裂帶構(gòu)成分解示意圖。
[0020]圖4為左盤體構(gòu)成分解示意圖。
[0021 ] 圖5為右盤體構(gòu)成分解示意圖。
[0022]圖6為斷裂帶構(gòu)成分解示意圖。
[0023]圖7為實(shí)例I中反向斷層對油氣運(yùn)移的差異封堵性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D。
[0024]圖8為實(shí)例I中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象示意圖(箭頭表示油運(yùn)移方向)。
[0025]圖9為實(shí)例2中順向斷層對油氣運(yùn)移的差異封堵性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D。
[0026]圖10為實(shí)例2中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象示意圖(箭頭表示油運(yùn)移方向)。
[0027]圖11為實(shí)例3中斷層兩側(cè)巖性對接對油氣運(yùn)移的差異封堵性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D。
[0028]圖12為實(shí)例3中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象示意圖(箭頭表示油運(yùn)移方向)。
[0029]圖中:1.外箱體；2.斷裂帶；3.左盤體；4.右盤體；5.流體注入口 ；6.流體輸出口 ；7.旋鈕開關(guān)；8.輸油軟管；9.流體注入數(shù)據(jù)記錄與分析系統(tǒng)；10.輸油桶；11.流體輸出計量與分析系統(tǒng)；12.數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)；13.恒流恒壓栗；14.擋板；15.蓋板I ;16.地層I上；17.地層I中；18.地層I下；19.蓋板II ；20.地層II上；21.地層II中；22.地層II下；23.插板；24.微孔；25.巖性；26.卡槽；27.120微米粒徑石英砂；28.250微米粒徑石英砂；29.500微米粒徑石英砂；30.1000微米粒徑石英砂。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的斷裂帶封堵油氣側(cè)向運(yùn)移的實(shí)驗(yàn)裝置，包括依次相連的流體注入數(shù)據(jù)記錄與分析系統(tǒng)9、輸油桶10、模擬系統(tǒng)、流體輸出計量與分析系統(tǒng)11和數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)12依次相連構(gòu)成閉合的回路。數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)12包括對油氣樣品注入模擬系統(tǒng)之前的計量、測試和分析，以及針對從出口出來的實(shí)驗(yàn)后的樣品計量、測試和分析。其中模擬系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)裝置的核心，進(jìn)口壓力系統(tǒng)通過模擬系統(tǒng)中的注油進(jìn)口相連。
[0032]如圖2 (a) -(b)所示，模擬系統(tǒng)包括主體和外箱體1，外箱體I上的箱蓋可以打開和閉合，主體放在外箱體I內(nèi)，構(gòu)成一個統(tǒng)一的模擬系統(tǒng)。為保證實(shí)驗(yàn)過程中的可視化，外箱體I是由全透明的鋼化玻璃組成，可承受高的工作壓力(20MPa)。
[0033]如圖3 (a)-(c)所示，主體包括左盤體3、右盤體4和斷裂帶2，左盤體3和右盤體4統(tǒng)稱為盤體。該主體形態(tài)設(shè)計上代表地質(zhì)體中常見的斷背斜結(jié)構(gòu)，即背斜被斷裂帶2切割，形成上下兩盤，其中左盤體3下降、右盤體4上升，形成正斷層。
[0034]如圖4(a)_(i)所示，左盤體3內(nèi)部包含三個地層單元和一個蓋板I 15，三個地層單元包括地層I上16、地層I中17和地層I下18，三個地層單元形態(tài)相同，呈弧形的曲面，代表常見的彎曲地層，由熱彎玻璃組成。
[0035]其上的蓋板I 15為無孔玻璃板，作為擋板14，相當(dāng)于地質(zhì)體中的蓋層，防止油氣流體向上滲漏出去。左盤體3蓋板I 15和地層I下18右側(cè)邊上均有一^^槽26、插板23，該插板23與斷層中的卡槽26對應(yīng)，通過該卡槽26、插板23將左盤體3和斷裂帶2固定成一體。每個地層單元側(cè)邊有旋鈕開關(guān)7，將旋鈕開關(guān)7打開，可往地層單元里充填石英砂。地層I上16和地層I中17的底板都是帶微孔24 (50-75微米孔徑)、地層I下18的底板無孔。
[0036]地層I上16和地層I中17的底板都是帶微孔24 (50-75微米孔徑)、地層I下18底板無孔。該孔徑對于粒徑在200目以上的石英砂防漏有效，但卻不能阻止油、氣、水的滲流，因此油、氣、水可以通過每個地層單元的頂?shù)装迳舷铝魍?，使整個模擬系統(tǒng)成為一個流體可以自由貫通的有效整體，但由于防砂滲漏有效，因此每個地層單元結(jié)構(gòu)是又獨(dú)立的。
[0037]如圖5(a)-(i)所示，右盤體4構(gòu)成與左盤體3相似，內(nèi)部也包含三個地層單元和一個蓋板II 19，三個地層單元包括地層II上20、地層II中21和地層II下22，三個地層單元形態(tài)相同，呈弧形的曲面，代表左盤體3對應(yīng)地層未發(fā)生斷裂錯動時另一側(cè)的延伸部分，由熱彎玻璃組成。但右盤體4中三個地層單元相對左盤體3中對應(yīng)的三個地層單元向上錯動了半個地層厚度的位置，代表地質(zhì)體中常見的由于斷裂運(yùn)動引起斷裂帶2兩側(cè)地層的錯動情況。
[0038]右盤體4內(nèi)部地層單元的上部也對應(yīng)有一蓋板II 19，亦為無孔玻璃板，作為擋板14，亦充當(dāng)蓋層，防止油氣流體向上滲漏。
[0039]左盤體3中的三個地層單元(地層I上16、地層I中17和地層I下18)和右盤體4中的三個地層單元(地層II上20、地層II中21和地層II下22)相互對接，因此可模擬三層巖性相互配置關(guān)系，可以較大地滿足巖性組合差異性搭配的需要。
[0040]除了地層II下22的底面無孔外，這三個地層單元頂?shù)锥际怯蓭⒖?4 (50-75微米孔徑)的熱彎鋼化玻璃板構(gòu)成。<