CN104849412B - 模拟微观驱油界面原位观测试验装置 - Google Patents

Abstract

一种模拟微观驱油界面原位观测试验装置：包括：基座，流道试样运动组件，流道试样组件，驱油组件，显微镜运动组件，显微镜组件及控制采集组件；流道试样运动组件包括：伺服电机、第一滚珠丝杠及第一丝杠螺母；流道试样组件包括：支撑平台、温控装置及试样组；驱油组件包括：蠕动泵、驱替液试剂瓶、入口压力采集设备、出口压力采集设备、体积测量设备和称量天平；显微镜组件包括：显微镜镜头、显微镜支撑组件及图像采集装置；控制采集组件，进行图像数据的采集处理以及压力、体积、质量数据的采集分析，控制所述伺服电机的运动与蠕动泵的流量。本发明能模拟原油开采驱油过程中不同驱替液、原油和流道之间微观表界面相互作用，促进驱油机理的研究。

Description

模拟微观驱油界面原位观测试验装置

技术领域

本发明涉及模拟原位观测试验仪器技术领域，尤其涉及一种模拟微观驱油界面原位观测试验装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，石油产品的消耗量越来越大，对于国外石油的进口量也越来越多，而国内部分油田的产量出现瓶颈，开采原油的成本越来越大，开采的难度不断提高，随着开采的深入，高质量的油田越来越少，因而驱油开采作为开采效率中的重要一环现阶段不断地受到大家的关注。

现阶段，随着石油开采的逐渐深入，我国的石油开采逐渐进入后期阶段，优质的石油储藏越来越少，石油资源日益匮乏，开采石油的难度也逐渐加大，油田开采效率随开采的进行越来越低，为提高原油的产量，低质量油田的进一步多次驱油开采已经成为必然的趋势，当前，国内开采的石油中百分之八十左右的原油产量来自于注水开采，水驱油涉及的地质储量高达一百多亿吨，高效率的驱油成为提高采收的必要手段，对于基数如此大的总体产油量，相对每提高一个百分点的采收率，对于实际的新增的原油采收将达到亿吨的量，因而想要提高原油的采收，注水驱油是原油开采高效率的关键所在，但是基本的注水开采后，还有百分之七十左右的原油依旧在油区中间存在，这是一个非常大的原油储藏量，这部分原油主要是由于微孔隙流道中原油的驱替影响因素复杂的原因，也是现在原油开采高效的一个十分重要的制约因素所在。

石油开采过程中驱油如此重要，但是微观的驱油效率却受多种因素的影响，也一直是人们关注的重点，是一个长久的研究热点，微观驱油效率与流道分布，如不同转折角度、流道截面形状的改变，与不同的地质储层特性，如亲水亲油特性，内壁光洁度等，与流道的尺寸，与地质原油的特性，其中的沥青质和石蜡成分的含量，与驱替液的种类，与驱替中的压力变化都有密切的关系。

我国的原油开采相对晚，驱油技术的应用也相对较晚，现阶段驱油剂的研究比较快，应用也十分多，但是相对于现阶段大部分研究的宏观驱替效率而言，微观的机理和研究国内相对很少，现在国内主要采用是在封闭式条件下，在人造或天然岩芯中通入原油，在不可观测条件下驱替；部分填砂模型中可以观测，主要观测驱替波及范围和过程；未进行驱油界面观测，更未能原位同步观测，所以对于微观驱油过程中的驱油界面作用机理原位观测以及相关的不同流道、驱替液、原油、温度、压力等条件下的微观驱油机理的研究是一个十分迫切的内容。

发明内容

本发明实施例提供一种模拟微观驱油界面原位观测试验装置，以模拟原油开采驱油中的不同驱替液、原油和流道之间的微观表界面相互作用。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种模拟微观驱油界面原位观测试验装置，所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置包括：

基座，所述基座上固定几根支撑柱；

中间座，所述中间座套设在所述支撑柱上并固定；

流道试样运动组件，包括：伺服电机、第一滚珠丝杠及第一丝杠螺母，所述伺服电机固定在所述基座上，所述第一丝杠螺母套设在所述第一滚珠丝杠上，所述第一滚珠丝杠的一端与伺服电机固定连接；

流道试样组件，包括：支撑平台、温控装置及试样组，所述支撑平台设置在所述第一丝杠螺母之上，所述温控装置设置在所述支撑平台上，所述试样组设置在所述温控装置的底部；

驱油组件，包括：蠕动泵、驱替液试剂瓶、入口压力采集设备、出口压力采集设备、体积测量设备和称量天平，所述驱替液试剂瓶吸入不同的驱替试剂，利用所述蠕动泵将所述驱替试剂经过管道输入至所述试样组，从所述试样组流出的所述驱替试剂通过管路先后进入所述体积测量设备及称量天平；

显微镜运动组件，包括：环状转动滑槽机构、电机支撑座、控制电机、第二丝杠及第二丝杠螺母；环状转动滑槽机构固定于中间座上，所述控制电机设置在所述电机支撑座上，所述第二丝杠的一端固定在所述控制电机上，所述第二丝杠螺母套设在所述第二丝杠上，所述电机支撑座通过其底端的螺纹柱连接的滑动块与所述环状转动滑槽机构滑动连接；

显微镜组件，包括：显微镜镜头、显微镜支撑组件及图像采集装置，所述显微镜支撑组件固定在所述第二丝杠螺母上；

控制采集组件，包括：采集控制处理器，所述采集控制处理器用于进行图像数据的采集处理以及压力、体积、质量数据的采集分析，同时控制所述伺服电机的运动与所述蠕动泵的流量。

一实施例中，所述试样组包括：流道试样、流道、上盖板及设置在所述上盖板上的驱替入口及驱替出口。

一实施例中，所述温控装置的底部设有一定位块，用于固定所述流道试样。

一实施例中，所述环状转动滑槽机构包括：环状滑槽外壳及设置在所述环状滑槽外壳周围的刻度盘，所述环状滑槽外壳围成的环状滑槽。

一实施例中，所述环状滑槽为台阶型。

一实施例中，所述显微镜支撑组件包括：支撑板，设置在所述的支撑板的水平滑槽和转动小孔，第一滑块，支撑杆，第一固定螺母，固定螺钉及焦距微调旋钮；所述第一滑块设置在所述水平滑槽中，并套设在所述支撑杆上，所述第一固定螺母用于将所述第一滑块固定于所述支撑板上；所述图像采集装置及焦距微调旋钮套设在所述支撑杆上，所述显微镜镜头固定在所述支撑杆的底部。

一实施例中，所述支撑平台上设有多个用于定位所述温控装置的定位组件，每一所述定位组件包括：运动滑槽、第二滑块、第二固定螺母，所述第二滑块设置在所述运动滑槽中，所述第二固定螺母用于将所述第二滑块固定于所述运动滑槽的设定位置。

一实施例中，所述流道试样运动组件包括：第一支撑轴承，固定在所述第一滚珠丝杠的另一端并设置在所述基座上。

一实施例中，所述显微镜运动组件还包括：第二轴承，连接在第二丝杠的另一端，并设置于所述电机支撑座上。

一实施例中，所述控制采集组件包括：显示器，用于进行不同驱替试剂及油液表界面原位观测。

一实施例中，所述流道的截面设置为凸面、凹面和平面组合，所述流道的总体为单线或任意角度两折线模式。

一实施例中，所述支撑平台的表面设置隔热涂层。

一实施例中，所述显微镜运动组件包括：固定螺母，套设在所述电机支撑座下端的螺纹柱上，用于固定所述滑动块和环状滑槽外壳。

一实施例中，通过所述体积测量设备及称量天平的测量结果计算驱替过程的驱替效率S，S的计算公式如下：

$S=\frac{V_2}{V_3}$

V₁+V₂＝V

ρ_1*V₁+ρ_2*V₂＝M

其中，V₁为驱替液体积，V₂为被驱液体积，V为总体积测定，ρ₁及ρ₂分别为两种液体的密度测试，M为总质量，V₃为加入流道中的被驱替液体积。

一实施例中，所述驱替试剂为清水、聚合物溶液、表面活性剂液及含纳米粒子的溶液。

一实施例中，流道333的尺寸变化范围为1um-1mm。

本发明实施例的有益效果在于，本发明的模拟微观驱油界面原位观测试验装置可以通过完成流道为单线或任意双线折线形微观驱油过程的驱油界面原位观测，模拟原油开采过程中的驱油剂与原油表界面微观作用的过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的模拟微观驱油界面原位观测试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的模拟微观驱油界面原位观测试验装置的试样组件的基本结构图；

图3A至图3G为本发明实施例的流道的微观结构示意图；

图3H为本发明实施例的流道的主体流线的结构示意图；

图4为发明实施例的模拟微观驱油界面原位观测试验装置的显微镜运动组件的结构示意图；

图5为本发明实施例的环状滑槽的截面图；

图6为本发明实施例的显微镜组件的结构示意图；

图7是本发明实施例的模拟微观驱油界面原位观测试验装置的基本控制示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种模拟微观驱油界面原位观测试验装置，所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置包括：基座11，中间座111，流道试样运动组件2，流道试样组件3，驱油组件4，显微镜运动组件5，显微镜组件6及控制采集组件7。

基座11上固定几根支撑柱13，固定方式可以为焊接、螺纹连接等，一实施例中，如图1所示，支撑柱13与基座11通过螺纹连接，然后通过固定螺母12将支撑柱13紧固在基座11上。

中间座111，中间座111套设在支撑柱13上并固定。一实施例中，可以通过套设在固定支撑柱13上的中间支撑板调节螺母64进行固定，每根支撑柱13可以在中间座111的上下分别套设中间支撑板调节螺母64。

流道试样运动组件2包括：伺服电机21、第一滚珠丝杠22及第一丝杠螺母23。伺服电机21固定在基座11上，第一丝杠螺母23套设在第一滚珠丝杠22上，第一滚珠丝杠22的一端与伺服电机21固定连接。

第一滚珠丝杠22的另一端可以固定一支撑轴承24，支撑轴承24设置在基座11上，该支撑轴承24用于支撑该第一滚珠丝杠22。伺服电机21及支撑轴承24可以通过螺母固定于基座11上。

如图1及图2所示，流道试样组件3包括：支撑平台31、温控装置32及试样组33。支撑平台31设置在第一丝杠螺母23之上，与第一丝杠螺母23固定连接。温控装置32设置在支撑平台31上，试样组33设置在温控装置32的底部。本发明不限定温控装置32的具体温度方式及形状，一实施例中，该温控装置32为筒状结构，可以通过向筒底通入水进行温度控制。温控装置32用于模拟实际的驱油温度环境，实际中一般设定为60摄氏度左右，可以用来测试温度因素。支撑平台31的表面可以设置隔热涂层，用于隔绝温控装置32的热量传导，进行隔热保护。

如图2所示，试样组33包括：流道试样331、流道332、上盖板334及设置在上盖板334上的驱替入口333及驱替出口335。

流道试样331可以为柱形或方体形，选材可以是二氧化硅片或石英片等含硅的类岩石材料，上下表面通过抛光处理。

上盖板334可以选择高透的玻璃片或蓝宝石片等。盖板334的下表面抛光处理，盖板334材料可谓透明的玻璃片和透明蓝宝石片等透明的硅质材料，盖板试样流道表面可以通过喷涂等形式改变表面特性。

流道332为光刻或激光加工，流道333的尺寸变化范围可以设置为1um-1mm，流道332加工为线形，中间加工流道尺寸和截面均可变化，流道332可为平面、凸面和凹面之间构成的基本组合，基本流道主线为线状或两线相折的情况。

温控装置32的底部可以设有一定位块322，用于固定流道试样331，防止流道试样331的转动。具体地，可以在流道试样331的底部设置一凹槽(限位槽)，流道试样331放入，该定位块322温控装置32中时，定位块322容置于该凹槽中，实现流道试样331的定位。

流道332设置在流道试样331上，上盖板334盖在流道试样331上，驱替入口333及驱替出口335分别通过管道(图中未示出)连接流道332的入口及出口。

支撑平台31上设有多个用于定位温控装置32定位组件，每一定位组件包括：运动滑槽312、第二滑块313、第二固定螺母314，第二滑块313设置在运动滑槽312中，第二固定螺母314用于将第二滑块313固定于运动滑槽312的设定位置，多个第二滑块313顶住温控装置32，实现温控装置32的定位，防止流道试样331的转动。一较佳实施例中，支撑平台31上设置四个定位组件。

通过旋转温控装置32可以对流道332方位进行调节，使驱替入口333的初始线性流道与丝杠螺母22的线性运动方向一致，上盖板的转动实现其上部的驱替入口333及驱替出口335与流道332的入口及出口的对位，完成流道的封闭和流道口的呈现，封闭之前或后要滴入需要加入定量的待驱替测试的原油样品，其中的原油样品中不同的沥青质和石蜡等的不同含量均可作为基本的研究内容，温控装置32用于模拟驱油中的实际温度场。

流道332的结构如图3A至图3H所示，图3A至图3G是流道的微观结构示意图，中间的圆弧曲率等都可以发生变化；图3H是流道的主体流线结构示意图，为线形或两线相互折成角度情况，其中的角度可任意变化。

如图1所示，驱油组件4包括：蠕动泵41、驱替液试剂瓶42、入口压力采集设备43、出口压力采集设备44、体积测量设备45和称量天平46。驱替液试剂瓶42吸入不同的驱替试剂，利用蠕动泵(多通道微量蠕动泵)41将所述驱替试剂经过管道进入上盖板的驱替入口，然后输入至试样组33的流道332。从试样组33流出的驱替试剂通过管路进入所述体积测量设备45进行体积测量，进入称量天平46进行称重，完成驱替过程。

蠕动泵41可以为多通道式，多驱替试剂分装不同试剂品，试剂瓶配合输管路，可以通过换流动管接口即可，压力测试为数字式。驱替试剂可以为清水、聚合物溶液、表面活性剂液和含纳米粒子的溶液等，油品中的含石蜡量和沥青质的量等可调。

入口压力采集设备43及出口压力采集设备44分别安装于流道332的入口及出口附近的管道上，用来测量流道332的入口及出口的压力，一实施例中，入口压力采集设备43及出口压力采集设备44可以为数字式压力表，驱替液通过多通道微量蠕动泵控制不同驱替液流量导入流道332内与内部原油产生驱替效果，驱替液进入流道前以及驱替出流道之后均通过数字式压力表来测定驱替过程的压力变化情况。通过控制蠕动泵的流量与伺服电机21控制流道试样的相对运动，可以实现驱替液与原油界面的空间位置不变，可以实现线性原位观测；驱替之后混合液进入体积测量设备45之中，同时经过称量天平46，经过守恒法评估原油的去除效率。

如图1及图4所示，显微镜运动组件5包括：环状转动滑槽机构51、电机支撑座521、控制电机531、第二丝杠532及第二丝杠螺母533。环状转动滑槽机构51固定于中间座111上，控制电机531设置在电机支撑座521上，第二丝杠532的一端固定在控制电机531上，第二丝杠螺母533套设在第二丝杠532上，所述电机支撑座521通过其底端连接的滑动块523与环状转动滑槽机构51滑动连接。

如图4所示，环状转动滑槽机构51包括：环状滑槽外壳512及设置在所述环状滑槽外壳512周围的刻度盘511，所述环状滑槽外壳512构成的滑槽513。

一实施例中，滑槽513为台阶型，截面为倒T型结构，如图5所示。

一实施例中，显微镜运动组件5还包括：轴承534，连接在第二丝杠532的另一端，并设置于电机支撑座521上。

上述伺服电机21及控制电机531一般为相同的电机(为了说明方便，可以分别定义为下伺服电机及上伺服电机)，两个电机的运动控制通过控制采集组件7调配手动或自动、间歇式或连续式运转，从而实现通过显微镜的原位观测表界面作用在显示器同步显示。

如图6所示，显微镜组件6包括：显微镜镜头611、显微镜支撑组件及图像采集装置63，所述第二丝杠螺母533固定在所述显微镜支撑组件上。

显微镜支撑组件包括：支撑板622，设置在所述的支撑板622的滑槽621和转动小孔627，第一滑块623，支撑杆625，第一固定螺母624，固定螺钉626及焦距微调旋钮612；所述第一滑块623设置在滑槽621中，并套设在所述支撑杆625上，所述第一固定螺母624用于将所述第一滑块623固定于所述支撑板622上；所述图像采集装置63及焦距微调旋钮612套设在所述支撑杆625上，所述显微镜镜头611固定在所述支撑杆625的底部。

第一滑块623在滑槽621中运动以及支撑板622在第二丝杠螺母533带动下的旋转可以调节显微镜镜头611的平面定位于流道界面，显微镜头粗调焦装置包括有中间基板支撑柱上的中间支撑板调节螺母64和显微镜支撑柱的第一固定螺母624进行粗调节，然后通过焦距微调旋钮612调节聚焦。

一实施例中，显微镜运动组件5与显微镜组件6的配合运行状态如下：电机支撑座521通过其下端的螺纹柱和带螺纹孔的滑动块523连接为一体，滑动块523可以在滑槽513中圆周运动调整显微镜运动角度，通过刻度盘511来定位，实现镜头运动与第二折线流道(如图3H中的301)方向一致，同时通过固定螺母522将滑动块523和环状滑槽外壳512固定。伺服电机531、滚珠丝杠532、丝杠螺母533和轴承534综合完成显微镜的基本线性运动。通过刻度盘511，可以便于设定电机支撑座521位于任一方位，使上部显微镜组件6的运动方位实现第二折线流道方位一致，实现折线流道的原位观测。

显微镜镜头611用于采集驱替界面特性、吸附特性、剩余油形貌等参数。显微镜镜头611可以选择普通显微镜头、荧光显微镜和高速显微镜镜等，显微镜镜头611的原位观测可以原位观测驱油界面，同时可以通过电机反转观测驱替后的油品吸附、剩余油滴形貌，流道界面形貌等参数。

控制采集组件，包括：采集控制处理器71及显示器72，采集控制处理器71用于进行图像数据的采集处理以及压力、体积、质量数据的采集分析，同时控制所述伺服电机21的运动与所述蠕动泵41的流量，完成原位观测图像数据的采集和处理分析，同时可以返回流道观测流道中的剩余油的界面吸附与形态等特性，以及压力、体积、质量数据的采集分析。显示器72可以显示器上显示通过显微镜的原位观测表界面作用，进行不同驱替试剂及油液表界面原位观测。

显微镜运动组件5及流道试样运动组件2的上下两组驱动机构均为线性运动机构，可以选择为丝杠螺母机构，液压驱动机构或齿轮齿条机构。上述两电机的控制，蠕动泵的流量控制，压力测试数据、重量测试数据、体积数据等都在控制采集组件中进行，界面观测与存储都在控制采集组件进行。

图7是本发明实施例的模拟微观驱油界面原位观测试验装置的基本控制示意图；控制电机531和伺服电机21之间联合与单独、自动与手动控制相结合，综合多通道微量蠕动泵的流量控制实现驱替油液界面的原位观测。具体地，首先要调整好试样、设置好温度、调整好显微镜镜头的空间位置、调节好焦距、设置初始流道的方位和控制电机531的运动轨迹(若为单一线性轨道则只需要设置伺服电机21或控制电机531运动)，根据蠕动泵的流量和试样截面设定电机的运动速度，在截面变化处手动微调调节，此阶段通过试样与驱替液前段界面的空间位置不变，显微镜镜头不运动。在转折处基本关闭伺服电机21同时启动控制电机531完成显微镜的运动同步观测。驱油效率采用体积驱替效率计量，通过体积测量设备45和称量天平46分析驱替效率，体积驱替率S的算法如下：

V₁+V₂＝V；

ρ_1*V₁+ρ_2*V₂＝M；

通过上述两个公式可以计算出V₁、V₂；

$S=\frac{V_2}{V_3}.$

其中，驱替后在量筒中的混合液中，驱替液体积为V₁,被驱液体积为V₂；总体积测定为V，两种液体的密度测试分别为ρ₁，ρ₂，总质量称得为M，加入流道中的被驱替液体积为V₃。

通过对显微镜镜头观测图像的采集分析处理可以得到吸附，油液界面角，流道液体接触角，实物尺寸等参数。

综上所述，本发明的模拟微观驱油界面原位观测试验装置可以通过完成流道为单线或任意双线折线形微观驱油过程的驱油界面原位观测，用于模拟原油开采过程中的驱油剂与原油表界面微观作用的过程。在进行模拟驱油过程中，首先，试验之前先加工好不同的流道试样和盖板，流道试样可以为圆形或方形的薄片，流道试样下部加工方形孔定位，同时根据需要在表面光刻或激光加工出不同的原油流道，一般为单线形或者折线流道，流道中间尺寸均可变，模拟实际微观驱油的复杂过程，流道试样可以为玻璃或岩石与类岩石等含硅样品。在支撑平台31上先通过四个固定螺母在样品支撑台滑槽上固定滑块，同时固定好温控装置，然后将流道试样通过下部小孔定位于下温控装置内。通过调整温控装置的角度让流道试样的运动轨迹与初始线性流道线重合；同时调整电机支撑座在滑槽中方位，通过刻度盘定位螺母固定，使显微镜镜头的运动方向与折线流道方位相同，开启控制采集组件(即图7的控制采集处理中心)，通过显示器定位，然后通过支撑板上滑块滑动和支撑板的旋转可以调整显微镜镜头使其定位于流道位置。进而，还需要通过调节螺母和微调旋钮来调整显微镜聚焦。然后在试验中根据需要配置不同的驱油试剂(驱油试剂包括清水、聚合物溶液、乳液、纳米粒子液体、表面活性剂等)和原油，首先将一定体积的原油滴入流道中，然后盖上透明的上盖板；之后可以用控流量蠕动泵来驱不同的驱替液，同时压力采集设备及称量天平等都开启，在显示屏幕上观测到有液体进入过程时开启伺服电机21运转，在变尺寸流速改变过程可以粗调节电机速度，若单线流道则直接可以伺服电机21空运动即可；若折线流道则在转折处关闭伺服电机21，启动控制电机关闭下电机完成原位观测，此操作可通过单一按钮完成。驱替完成后则关停蠕动泵和电机，将量电机按原来的运动反向操作一遍，观测在之后的流道中原油的粘附、油滴形貌等特性，并将得到的压力数据，质量数据，体积数据，录像处理数据等存储。最后，关闭所有带电设备。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置包括：

基座，所述基座上固定几根支撑柱；

中间座，所述中间座套设在所述支撑柱上并固定；

流道试样运动组件，包括：伺服电机、第一滚珠丝杠及第一丝杠螺母，所述伺服电机固定在所述基座上，所述第一丝杠螺母套设在所述第一滚珠丝杠上，所述第一滚珠丝杠的一端与伺服电机固定连接；

流道试样组件，包括：支撑平台、温控装置及试样组，所述支撑平台设置在所述第一丝杠螺母之上，所述温控装置设置在所述支撑平台上，所述试样组设置在所述温控装置的底部；

驱油组件，包括：蠕动泵、驱替液试剂瓶、入口压力采集设备、出口压力采集设备、体积测量设备和称量天平，所述驱替液试剂瓶吸入不同的驱替试剂，利用所述蠕动泵将所述驱替试剂经过管道输入至所述试样组，从所述试样组流出的所述驱替试剂通过管路进入所述体积测量设备进行体积测量并通过所述称量天平进行称量；

显微镜运动组件，包括：环状转动滑槽机构、电机支撑座、控制电机、第二丝杠及第二丝杠螺母；环状转动滑槽机构固定于中间座上，所述控制电机设置在所述电机支撑座上，所述第二丝杠的一端固定在所述控制电机上，所述第二丝杠螺母套设在所述第二丝杠上，所述电机支撑座通过其底端的螺纹柱连接的滑动块与所述环状转动滑槽机构滑动连接；

显微镜组件，包括：显微镜镜头、显微镜支撑组件及图像采集装置，所述显微镜支撑组件固定在所述第二丝杠螺母上；

控制采集组件，包括：采集控制处理器，所述采集控制处理器用于进行图像数据的采集处理以及压力、体积、质量数据的采集分析，同时控制所述伺服电机的运动与所述蠕动泵的流量。

2.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述试样组包括：流道试样、流道、上盖板及设置在所述上盖板上的驱替入口及驱替出口。

3.根据权利要求2所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述温控装置的底部设有一定位块，用于固定所述流道试样。

4.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述环状转动滑槽机构包括：环状滑槽外壳及设置在所述环状滑槽外壳周围的刻度盘，所述环状滑槽外壳围成的环状滑槽。

5.根据权利要求4所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述环状滑槽为台阶型。

6.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述显微镜支撑组件包括：支撑板，设置在所述的支撑板的水平滑槽和转动小孔，第一滑块，支撑杆，第一固定螺母，固定螺钉及焦距微调旋钮；所述第一滑块设置在所述水平滑槽中，并套设在所述支撑杆上，所述第一固定螺母用于将所述第一滑块固定于所述支撑板上；所述图像采集装置及焦距微调旋钮套设在所述支撑杆上，所述显微镜镜头固定在所述支撑杆的底部。

7.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述支撑平台上设有多个用于定位所述温控装置的定位组件，每一所述定位组件包括：运动滑槽、第二滑块、第二固定螺母，所述第二滑块设置在所述运动滑槽中，所述第二固定螺母用于将所述第二滑块固定于所述运动滑槽的设定位置。

8.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述流道试样运动组件包括：第一支撑轴承，固定在所述第一滚珠丝杠的另一端并设置在所述基座上。

9.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述显微镜运动组件还包括：第二轴承，连接在第二丝杠的另一端，并设置于所述电机支撑座上。

10.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述控制采集组件包括：显示器，用于进行不同驱替试剂及油液表界面原位观测。

11.根据权利要求2所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述流道的截面设置为凸面、凹面和平面组合，所述流道的总体为单线或任意角度两折线模式。

12.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述支撑平台的表面设置隔热涂层。

13.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，所述显微镜运动组件包括：固定螺母，套设在所述电机支撑座下端的螺纹柱上，用于固定所述滑动块和环状滑槽外壳。

14.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，通过所述体积测量设备及称量天平的测量结果计算驱替过程的驱替效率S，S的计算公式如下：

$S=\frac{V_2}{V_3}$

V₁+V₂＝V

ρ₁*V₁+ρ₂*V₂＝M

其中，V₁为驱替液体积，V₂为被驱液体积，V为总体积测定，ρ₁及ρ₂分别为两种液体的密度测试，M为总质量，V₃为加入流道中的被驱替液体积。

15.根据权利要求1所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，驱替试剂为清水、聚合物溶液、表面活性剂液及含纳米粒子的溶液。

16.根据权利要求2所述的模拟微观驱油界面原位观测试验装置，其特征在于，流道的尺寸变化范围为1um-1mm。