CN105019895B - 断裂带封堵油气侧向运移的实验装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断裂带封堵油气侧向运移的实验装置及实验方法，属于油气运移与聚集物理模拟方法技术领域。本发明主要解决现有技术无法改变断裂带内充填物的岩性和压实、胶结程度以及两侧地层岩性的对接关系来进行断裂控油作用的问题。本发明包括依次相连的流体注入数据记录与分析系统、输油桶、模拟系统、流体输出计量与分析系统和数据处理分析系统主体和外箱体，主体包括盘体和断裂带，盘体被位于其内部的断裂带切割形成下降的左盘体、上升的右盘体的断背斜结构。本发明可以模拟油气运聚过程，分析油气沿断裂带运移和聚集规律及控制因素，深化对油气成藏成因和油气分布规律的认识，为含油气盆地的油气勘探提供依据，同时为实验教学服务。

Description

断裂带封堵油气侧向运移的实验装置及实验方法

技术领域

本发明涉及断裂带封堵油气侧向运移的实验装置及实验方法，属于油气运移与聚集物理模拟方法技术领域。

背景技术

现有的油气运聚机理物理模拟基本都是在一个大的沙箱内进行，通过在沙箱内构置不同地质模型，来模拟或验证某个地区的油气运移聚集规律。但是，尚没有发现有针对通过改变断裂带内充填物的岩性和压实、胶结程度以及两侧地层岩性的对接关系来进行断裂控油作用研究的实验装置和实验方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提出一种断裂带封堵油气侧向运移的实验装置及实验方法，实现模拟在不同压力控制下、不同断裂带内部岩性和两侧地层岩性组合结构下的油气运聚过程，分析油气沿断裂带运移和聚集规律及控制因素，深化对油气成藏成因和油气分布规律的认识，为含油气盆地的油气勘探提供依据，同时也可很好地为实验教学服务。

本发明为实现断裂带内部结构以及断裂带两侧岩性对接关系控油气运聚的研究，本模拟系统方法设计以下装置和流程:一种断裂带封堵油气侧向运移的实验装置，包括模拟系统，模拟系统包括主体和外箱体，主体放在外箱体内，主体包括盘体和断裂带，盘体被位于其内部的断裂带切割形成下降的左盘体、上升的右盘体的断背斜结构。

该实验装置还包括流体注入数据记录与分析系统、输油桶、流体输出计量与分析系统和数据处理分析系统，其中，流体注入数据记录与分析系统、输油桶、模拟系统、流体输出计量与分析系统和数据处理分析系统依次相连构成闭合的回路。

盘体底端设置有流体注入口，在盘体顶部和断裂带顶部均设有流体输出口；输油桶通过输油软管与流体注入口相连，输油桶通过恒流恒压泵与流体注入数据记录与分析系统相连；流体输出计量与分析系统与流体输出口相连；输油软管上依次设置有高压阀、稳压阀、流量仪、压力表、调节阀。

盘体自上而下包括盖板和若干呈弧形曲面的地层单元，其中右盘体的地层单元相对左盘体中对应的地层单元向上错动了半个地层厚度的位置。

盘体的盖板和地层单元均设有与断层中的卡槽对应的插板，通过卡槽与插板将盘体和断裂带固定成一体。

地层单元远离断裂带的一侧设置有旋钮开关和把手，除了最下层地层单元的底部无孔外，其他地层单元的底部均带微孔。

断裂带中间用可渗透的挡板分为若干隔间，不同隔间内充填不同粒径的石英砂。

一种断裂带封堵油气侧向运移的实验装置的实验方法，包括如下步骤：

第一步：准备相关模拟材料，检测模拟系统设备，对实验前的油成分可进行检测分析，采集实验前的实验收据；

第二步：将选定的左盘体和/或右盘体从断裂带卡槽中拔出；

第三步：将断裂带隔间打开，进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后闭合；

第四步：将选定的从盘体抽拉出来，打开各自的旋钮开关，进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后扣好旋钮，将地层单元推回，将选定的盘体中的卡槽插板与断裂带中的卡槽连接；

第五步：盘体和断裂带成为一个整体模型后，放于外箱体里固定好；

第六步：选择流体注入口和流体输出口，连接恒流恒压泵，设定注入速率开始从流体注入口注入染成红色的煤油；

第七步：实验过程中观察煤油运聚现象，并实时照相或录像，从流体输出口采集实验后的煤油产物；

第八步：达到实验要求后，停止物理模拟系统；

第九步：对从流体输出口采集到的产物进行地球化学检测；

第十步：结合实验观察，对比分析实验前后数据的差异，分析实验过程，总结油气运聚机理。

本发明的有益效果是：

(1)本发明在外观上为360°全透明设计，实时三维观察油气在不同岩性结构体中和不同断裂带部位的运聚状态，实现三维可视化特点。

(2)本方法发明了多层“单元”的断裂带箱体结构物理模型，可方便快捷地实现对不同单元配置不同岩性，从而实现构建不同断裂带内部结构模型，以及其中差异封堵油气侧向运移的油气运聚机理特征研究。

(3)本方法发明了断层两侧多层地层单元的配置，从而通过改变断层两侧地层单元内充填的岩性特征，来实现改变断层两侧岩性的对接关系，从而进行断层两侧岩性对接关系控油机理研究。

(4)模拟系统过程中可根据压力和流量的控制，实现对模拟过程的控制，以及充注压力、流速对油气运聚的影响。

(5)本实验模型操作方便，灵便轻巧，能很好地多角度、多因素展现断裂带控油机理，因此也可很好地为本科生和研究生等实验教学服务。

附图说明

图1为本发明中设计的断裂带封堵油气侧向运移实验模拟系统。

图2为模拟系统的主体和外箱体构成分解示意图。

图3为主体的左盘体、右盘体和断裂带构成分解示意图。

图4为左盘体构成分解示意图。

图5为右盘体构成分解示意图。

图6为断裂带构成分解示意图。

图7为实例1中反向断层对油气运移的差异封堵性实验模型图。

图8为实例1中的实验现象示意图(箭头表示油运移方向)。

图9为实例2中顺向断层对油气运移的差异封堵性实验模型图。

图10为实例2中的实验现象示意图(箭头表示油运移方向)。

图11为实例3中断层两侧岩性对接对油气运移的差异封堵性实验模型图。

图12为实例3中的实验现象示意图(箭头表示油运移方向)。

图中：1.外箱体；2.断裂带；3.左盘体；4.右盘体；5.流体注入口；6.流体输出口；7.旋钮开关；8.输油软管；9.流体注入数据记录与分析系统；10.输油桶；11.流体输出计量与分析系统；12.数据处理分析系统；13.恒流恒压泵；14.挡板；15.盖板Ⅰ；16.地层Ⅰ上；17.地层Ⅰ中；18.地层Ⅰ下；19.盖板Ⅱ；20.地层Ⅱ上；21.地层Ⅱ中；22.地层Ⅱ下；23.插板；24.微孔；25.岩性；26.卡槽；27.120微米粒径石英砂；28.250微米粒径石英砂；29.500微米粒径石英砂；30.1000微米粒径石英砂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述的断裂带封堵油气侧向运移的实验装置及实验方法，包括依次相连的流体注入数据记录与分析系统9、输油桶10、模拟系统、流体输出计量与分析系统11和数据处理分析系统12依次相连构成闭合的回路。数据处理分析系统12包括对油气样品注入模拟系统之前的计量、测试和分析，以及针对从出口出来的实验后的样品计量、测试和分析。其中模拟系统是实验装置的核心，进口压力系统通过模拟系统中的注油进口相连。

如图2(a)-(b)所示，模拟系统包括主体和外箱体1，外箱体1上的箱盖可以打开和闭合，主体放在外箱体1内，构成一个统一的模拟系统。为保证实验过程中的可视化，外箱体1是由全透明的钢化玻璃组成，可承受高的工作压力(20MPa)。

如图3(a)-(c)所示，主体包括左盘体3、右盘体4和断裂带2，左盘体3和右盘体4统称为盘体。该主体形态设计上代表地质体中常见的断背斜结构，即背斜被断裂带2切割，形成上下两盘，其中左盘体3下降、右盘体4上升，形成正断层。

如图4(a)-(i)所示，左盘体3内部包含三个地层单元和一个盖板Ⅰ15，三个地层单元包括地层Ⅰ上16、地层Ⅰ中17和地层Ⅰ下18，三个地层单元形态相同，呈弧形的曲面，代表常见的弯曲地层，由热弯玻璃组成。

其上的盖板Ⅰ15为无孔玻璃板，作为挡板14，相当于地质体中的盖层，防止油气流体向上渗漏出去。左盘体3盖板Ⅰ15和地层Ⅰ下18右侧边上均有一卡槽26、插板23，该插板23与断层中的卡槽26对应，通过该卡槽26、插板23将左盘体3和断裂带2固定成一体。每个地层单元侧边有旋钮开关7，将旋钮开关7打开，可往地层单元里充填石英砂。地层Ⅰ上16和地层Ⅰ中17的底板都是带微孔24(50-75微米孔径)、地层Ⅰ下18的底板无孔。

地层Ⅰ上16和地层Ⅰ中17的底板都是带微孔24(50-75微米孔径)、地层Ⅰ下18底板无孔。该孔径对于粒径在200目以上的石英砂防漏有效，但却不能阻止油、气、水的渗流，因此油、气、水可以通过每个地层单元的顶底板上下流通，使整个模拟系统成为一个流体可以自由贯通的有效整体，但由于防砂渗漏有效，因此每个地层单元结构是又独立的。

如图5(a)-(i)所示，右盘体4构成与左盘体3相似，内部也包含三个地层单元和一个盖板Ⅱ19，三个地层单元包括地层Ⅱ上20、地层Ⅱ中21和地层Ⅱ下22，三个地层单元形态相同，呈弧形的曲面，代表左盘体3对应地层未发生断裂错动时另一侧的延伸部分，由热弯玻璃组成。但右盘体4中三个地层单元相对左盘体3中对应的三个地层单元向上错动了半个地层厚度的位置，代表地质体中常见的由于断裂运动引起断裂带2两侧地层的错动情况。

右盘体4内部地层单元的上部也对应有一盖板Ⅱ19，亦为无孔玻璃板，作为挡板14，亦充当盖层，防止油气流体向上渗漏。

左盘体3中的三个地层单元(地层Ⅰ上16、地层Ⅰ中17和地层Ⅰ下18)和右盘体4中的三个地层单元(地层Ⅱ上20、地层Ⅱ中21和地层Ⅱ下22)相互对接，因此可模拟三层岩性相互配置关系，可以较大地满足岩性组合差异性搭配的需要。

除了地层Ⅱ下22的底面无孔外，这三个地层单元顶底都是由带微孔24(50-75微米孔径)的热弯钢化玻璃板构成。

右盘体4盖板Ⅱ19和地层Ⅱ下22左侧边上均有一卡槽26、插板23，该插板23与断层中的卡槽26对应，通过该卡槽26、插板23将左盘体3和断裂带2固定成一体。每个地层单元侧边也有旋钮开关7，将旋钮开关7打开，可往地层单元里填充岩性25。

每个地层单元上都有把手，抽屉通过滑道实现抽拉功能，实现方便快捷地填充岩性25。

模拟系统可以根据项目需要设计不同岩性组合结构模型。

断裂带2结构设计如图6所示，整个断裂带2设计是公文包式结构，中间用可渗透的挡板14将断裂带2内部分为三层结构。挡板14上带微孔24(50-75微米孔径)，因此不仅可以渗流流体，而且可以防止沙漏，使断裂带2内三层结构相互独立，但又成为一个流体运移的统一系统。

不同隔间内充填不同粒径的石英砂，以模拟其胶结强度和压实程度的差异。断裂内的挡板14是透明玻璃制成，板上打满小孔，有一定承压能力，镶在断面框的插槽里。断面框亦是透明玻璃材质，根据模型需要，表面可以设计成带孔的，也可以设计成不带孔的。像“公文包一样，断面框的一面可以打开，当实验需要填充石英砂时，即可打开。装好后，扣上，呈闭合状态。可打开一面的框上有把手，塑料质。整个断裂带2公文包式结构中的框架中的小孔也都是设计为微孔24(50-75微米孔径)。

在左盘体3左底端和右盘体4右底端分别设计有流体注入口5，在左盘体3顶端、右盘体4顶端和断裂带2公文包顶部均设有流体输出口6，根据实验模型需要可开启不同流体注入口5和流体输出口6，这些流体输出口6也都可以呈闭合状态，以形成封闭的实验空间。

流体注入数据记录与分析系统9与流体注入口5相连，由输油软管8和输油桶10相连，再与恒流恒压泵13相连。

实验中原油用染成红色的煤油代替。

在输油管线上依次配有高压阀门、稳压阀、压力表流量仪和压力调节阀，多个压力阀门的控制科实现对压力的控制，压力表和流量仪对注入流体强度起监测作用。

模拟系统可以通过改变进口压力的大小，考察进口压力对油气运聚的控制作用。

模拟系统不仅能观察在左盘体3、右盘体4以及断裂带2不同部位的油气运聚过程，还可以对进入模拟系统前后的油气组分进行地球化学检测，如进行色谱-质谱检测，通过对生物标志物参数的变化分析油气运移效应现象。

实例1：反向断层对油气运移的差异封堵性模拟系统。

与传统的教科书说明的断裂带2是一线状结构不一样，本次模拟系统真正模拟了地下断裂带2的立体空间结构，因为实际情况下断裂带2是一个空间带状结构。断裂带2是由于地壳运动使地层发生错动，两侧地层遭受错位形成。因此由于地壳应力和风化、压实、胶结等地质作用在断裂不同部位强弱的不同，断裂带2不同部位对油气造成不同的封堵性。正是由于这个原因，形成了中国东部段陷湖盆中复式油气聚集带的分布模式，油气分布受断裂控制作用明显，在剖面上形成了忽油忽水的复杂特征。

该实例模拟的是断裂带2反向切割地层时，对油气运移的差异封堵性。模型设计如图7所示，运用右盘体4和断裂带2填充不同粒径砂体，即可设计典型断裂带2反向切割地层时对油气运移的差异封堵性物理实验模型。此时，右盘体4地层Ⅱ上20、地层Ⅱ中21、地层Ⅱ下22可充填填充粒径250微米粒径石英砂28做中砂岩；断层隔层分别自上而下填充粒径120微米粒径石英砂27做泥岩，填充粒径250微米粒径石英砂28做中砂岩，填充粒径500微米粒径石英砂29做粗砂岩。该模型中四个不同隔间充填不同粒度的石英砂，以代表胶结等地质作用的差异。

断裂带2右面为无孔玻璃板，左面为带微孔24(90微米粒径)的玻璃板。

具体步骤如下：

第一步：准备相关模拟材料，检测模拟系统设备，对实验前的油成分可进行检测分析，采集实验前的实验收据；

第二步：将右盘体4从断裂带2卡槽26中拔出；

第三步：将断裂带2上层三个隔间打开，按图7进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后闭合；

第四步：将地层Ⅰ上16、地层Ⅰ中17、地层Ⅰ下18从右盘体4抽拉出来，打开各自的旋钮开关7，按图7进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后扣好旋钮，将地层单元推回，将右盘体4中的卡槽26、插板23与断裂带2中的卡槽26连接；

第五步：右盘体4和断裂带2成为一个整体模型后，放于外箱体1里固定好；

第六步：选择流体注入口5和流体输出口6，连接恒流恒压泵13，设定注入速率开始从流体注入口5注入染成红色的煤油；

第七步：实验过程中观察煤油运聚现象，并实时照相或录像，从流体输出口6采集实验后的煤油产物；

第八步：达到实验要求后，停止物理模拟系统；

第九步：对从流体输出口6采集到的产物进行地球化学检测；

第十步：结合实验观察，对比分析实验前后数据的差异，分析实验过程，总结油气运聚机理。

图8表示了实验过程中可展现的原油沿右盘体4和断裂带2运移的实验现象，图8(a)、8(b)、8(c)为随实验的进行，先后出现的现象示意图。其中，图8(a)为开始实验不久后的原油聚集示意图，从地层Ⅱ下22的下角注入油后，油开始向上和侧向运移，油注入到地层Ⅱ下22的顶部，由于顶板的微孔24间隙比地层Ⅱ下22内的石英砂孔隙小，因此油透过地层Ⅱ下22顶板向上运移阻力相对较大，以致一大部分油会发生侧向运移，运移断裂带2附近，一部分油运移到地层Ⅱ中21。图8(b)表现的是原油到达地层Ⅱ下22所接触的断裂带2后，由于所在断裂带2为第三个隔层，充填的500微米粒径石英砂29做粗砂岩，因此具有相对高的孔渗性，此时第三个隔层断裂带2对油不具有封堵性，油以加快的速度向上和侧向运移。图8(c)表现的是原油从断裂带2第三个隔层进入到断裂带2第二个隔层内，由于第二个隔层内填充的是250微米粒径石英砂28做中砂岩，仍然具有较好的孔渗性能，因此不能发生封堵作用，油继续向上和侧向发生运移，但流速较第三个隔层内已经减小，当运移到第二个隔层的顶板后，由于第一个隔层内填充的是120微米粒径石英砂27做泥岩，因此具有能良好的封闭性能，很少的油能在第一个隔层内发生运移，因此最后大部分油聚集在第二个隔层内。

实例2：顺向断层对油气运移的差异封堵性模拟系统。

该实例模拟的是断裂带2顺向切割地层时，对油气运移的差异封堵性。模型设计如图9所示，运用左盘体3和断裂带2填充不同粒径砂体，即可设计典型断裂带2反向切割地层时对油气运移的差异封堵性物理实验模型。此时，左盘体3地层Ⅰ上16、地层Ⅰ中17、地层Ⅰ下18可充填填充粒径250微米粒径石英砂28做中砂岩；断层第一个隔层填充粒径120微米粒径石英砂27做泥岩，第二个隔层填充粒径250微米粒径石英砂28做岩，第三个隔层填充粒径500微米粒径石英砂29做粗砂岩，第四个隔层填充粒径1000微米粒径石英砂30做砾岩。该模型中从下到上四个不同隔间充填不同粒度的石英砂，代表胶结等地质作用的差异。

断裂带2左面为无孔玻璃板，右面为带微孔24(90微米粒径)的玻璃板。

具体方案包括如下步骤：

第一步：准备相关模拟材料，检测模拟系统设备，对实验前的油成分可进行检测分析，采集实验前的实验收据；

第二步：将左盘体3从断裂带2卡槽26中拔出；

第三步：将断裂带2的四个隔间打开，按图9进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后闭合；

第四步：将地层Ⅱ上20、地层Ⅱ中21、地层Ⅱ下22从左盘体3抽拉出来，打开各自的旋钮开关7，按图9进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后扣好旋钮，将地层单元推回，将左盘体3中的卡槽26、插板23与断裂带2中的卡槽26连接；

第五步：左盘体3和断裂带2成为一个整体模型后，放于外箱体1里固定好；

第六步：选择流体注入口5和流体输出口6，连接恒流恒压泵13，设定注入速率开始从流体注入口5注入染成红色的煤油；

第七步：实验过程中观察煤油运聚现象，并实时照相或录像，从流体输出口6采集实验后的煤油产物；

第八步：达到实验要求后，停止物理模拟系统；

第九步：对从流体输出口6采集到的产物进行地球化学检测；

第十步：结合实验观察，对比分析实验前后数据的差异，分析实验过程，总结油气运聚机理。

图10表示了实验过程中可展现的原油沿左盘体3和断裂带2运移的实验现象，图10(a)、10(b)、10(c)为随实验的进行，先后出现的现象示意图。其中，图10(a)为开始实验不久后的原油聚集示意图，从地层Ⅰ下18的下角注入油后，油开始向上和侧向运移，油注入到地层Ⅰ下18的顶部，由于顶板的微孔24间隙比地层Ⅰ下18内的石英砂孔隙小，因此油透过地层Ⅰ下18顶板向上运移阻力相对较大，此致一大部分油会发生侧向运移，运移断裂带2的第四个隔层内，一部分油运移到地层Ⅱ中21。图10(b)表现的是原油到达断裂带2的第四个隔层后，由于第四个隔层充填的为1000微米粒径石英砂30的砾岩，因此具有高的孔渗性，此时第四个隔层断裂带2对油不具有封堵性，油以加快的速度向上和侧向运移，运移到第三个隔层后，第三个隔层也具有好的孔渗性，断裂仍然不具有封堵性，但流速相对减小。图10(c)表现的是原油从断裂带2第二个隔层进入到断裂带2第二个隔层内，由于第二个隔层内填充的是250微米粒径石英砂28的中砂岩，仍然具有较好的孔渗性能，因此不能发生封堵作用，油继续向上和侧向发生运移，但流速较第三个隔层内已经大幅减小，当运移到第二个隔层的顶板后，由于第一个隔层内填充的是120微米粒径石英砂27的泥岩，因此具有能良好的封闭性能，很少的油能在第一个隔层内发生运移，因此最后大部分油聚集在第二个隔层内。该实例中，油沿断层面爬坡式运移更明显，表明断裂带2内封堵性差的情况下，油很容易沿顺向断层向上散失。

实例3：断裂带2两侧岩性对接封堵性模拟系统。

该实例模拟的是不具有封堵性的情况下，断层两侧地层依靠对接关系，形成对油气运移的差异封堵性。模型设计如图11所示，运用左盘体3、右盘体4和断裂带2填充不同粒径砂体，即可设计断层两侧地层的不同对接关系对油气运移的差异封堵性物理实验模型。此例中，左盘体3地层Ⅰ上16充填粒径500微米粒径石英砂29做粗砂岩，左盘体3填充120微米粒径石英砂27做泥岩，左盘体3地层Ⅰ下18填充250微米粒径石英砂28做中砂岩。右盘体4与左盘体3对应，右盘体4地层Ⅱ上20充填粒径500微米粒径石英砂29做粗砂岩，右盘体4地层Ⅱ中21填充120微米粒径石英砂27做泥岩，右盘体4地层Ⅱ下22填充250微米粒径石英砂28做中砂岩。

断裂带2除了第一个隔层填充120微米粒径石英砂27做泥岩盖层外，其余三个隔层都填充250微米粒径石英砂28，因此第二个隔层、第三个隔层和第四个隔层为一个统一的系统，并且断裂带2左右两侧的玻璃板都是带孔的(75微米孔径)，油可以自由出入，从而保证油的运移不受断裂带2影响，而主要受断层两侧岩性对接关系控制。

具体方案如下。

第一步：准备相关模拟材料，检测模拟系统设备，对实验前的油成分可进行检测分析，采集实验前的实验收据；

第二步：将左盘体3和右盘体4从断裂带2卡槽26中拔出；

第三步：将断裂带2的四个隔间打开，按图11进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后闭合；

第四步：将左盘体3地层Ⅰ上16、地层Ⅰ中17、地层Ⅰ下18从左盘体3抽拉出来，打开各自的旋钮开关7，按图11进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后扣好旋钮，将地层单元推回，将左盘体3卡槽26、插板23与断裂带2中的卡槽26连接；

第五步：将右盘体4地层Ⅱ上20、地层Ⅱ中21、地层Ⅱ下22从右盘体4抽拉出来，打开各自的旋钮开关7，按图11进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后扣好旋钮，将地层单元推回，将右盘体4卡槽26、插板23与断裂带2中的卡槽26连接；

第六步：左盘体3、右盘体4和断裂带2成为一个整体模型，放于箱体里固定好；

第七步：选择右盘体4下角流体注入口5，连接恒流恒压泵13，设定注入速率开始从流体注入口5注入染成红色的煤油；

第八步：实验过程中观察煤油运聚现象，并实时照相或录像，从流体输出口6采集实验后的煤油产物；

第九步：达到实验要求后，停止物理模拟系统；

第十步：对从流体输出口6采集到的产物进行地球化学检测；结合实验观察，对比分析实验前后数据的差异，分析实验过程，总结油气运聚机理。

图12表示了实验过程中可展现的实验现象，油从右盘体4下角注入后，在地层Ⅱ下22里发生侧向运移，由于地层Ⅱ中21为泥岩封堵，油不能越过地层Ⅱ中21发生垂向运移。油通过侧向运移以后到达断裂带2第四个隔层，由于断裂带2不具有封堵性，油会顺着断裂带2向上运移，一直到第一个隔层的底部。由于左盘体3地层Ⅰ下18和右盘体4地层Ⅱ下22地层部分中砂-中砂对接，左盘体3地层Ⅰ上16和右盘体4地层Ⅱ上20地层部分粗砂-粗砂对接，因此，油在这两个地方会越过断层，运移到左侧地层中去，并在高部位位置形成聚集；而在左盘体3和右盘体4地层Ⅱ中21与对侧地层相接的地方，受到侧向封堵，油不能越过断层运移对侧地层，只能顺断层面垂向运移。因此，该模型能较好地体现出断层两侧岩性对接关系对油气运聚的影响。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种断裂带封堵油气侧向运移的实验装置，包括模拟系统，其特征在于：模拟系统包括主体和外箱体(1)，主体放在外箱体(1)内，主体包括盘体和断裂带(2)，盘体被位于其内部的断裂带(2)切割形成下降的左盘体(3)、上升的右盘体(4)的断背斜结构；

实验装置还包括流体注入数据记录与分析系统(9)、输油桶(10)、流体输出计量与分析系统(11)和数据处理分析系统(12)，其中，流体注入数据记录与分析系统(9)、输油桶(10)、模拟系统、流体输出计量与分析系统(11)和数据处理分析系统(12)依次相连构成闭合的回路；

盘体底端设置有流体注入口(5)，在盘体顶部和断裂带(2)顶部均设有流体输出口(6)；输油桶(10)通过输油软管(8)与流体注入口(5)相连，输油桶(10)通过恒流恒压泵(13)与流体注入数据记录与分析系统(9)相连；流体输出计量与分析系统(11)与流体输出口(6)相连；输油软管(8)上依次设置有高压阀、稳压阀、流量仪、压力表、调节阀。

2.根据权利要求1所述的断裂带封堵油气侧向运移的实验装置，其特征在于：盘体自上而下包括盖板和若干呈弧形曲面的地层单元，其中右盘体(4)的地层单元相对左盘体(3)中对应的地层单元向上错动了半个地层厚度的位置。

3.根据权利要求2所述的断裂带封堵油气侧向运移的实验装置，其特征在于：盘体的盖板和地层单元均设有与断层中的卡槽(26)对应的插板(23)，通过卡槽(26)、插板(23)将盘体和断裂带(2)固定成一体。

4.根据权利要求2所述的断裂带封堵油气侧向运移的实验装置，其特征在于：地层单元远离断裂带(2)的一侧设置有旋钮开关(7)和把手，除了最下层地层单元的底部无孔外，其他地层单元的底部均带微孔(24)。

5.根据权利要求1或2所述的断裂带封堵油气侧向运移的实验装置，其特征在于：断裂带(2)中间用可渗透的挡板(14)分为若干隔间，不同隔间内充填不同粒径的石英砂。

6.一种采用权利要求1-5任意一项所述实验装置的实验方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：准备相关模拟材料，检测模拟系统设备，对实验前的油成分可进行检测分析，采集实验前的实验收据；

第二步：将选定的左盘体(3)和/或右盘体(4)从断裂带(2)卡槽(26)中拔出；

第三步：将断裂带(2)隔间打开，进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后闭合；

第四步：将选定的地层单元从盘体抽拉出来，打开各自的旋钮开关(7)，进行岩性配置，充填好实验要求粒径的石英砂，然后扣好旋钮，将地层单元推回，将选定的盘体中的卡槽(26)、插板(23)与断裂带(2)中的卡槽(26)连接；

第五步：盘体和断裂带(2)成为一个整体模型后，放于外箱体(1)里固定好；

第六步：选择流体注入口(5)和流体输出口(6)，连接恒流恒压泵(13)，设定注入速率开始从流体注入口(5)注入染成红色的煤油；

第七步：实验过程中观察煤油运聚现象，并实时照相或录像，从流体输出口(6)采集实验后的煤油产物；

第八步：达到实验要求后，停止物理模拟系统；

第九步：对从流体输出口(6)采集到的产物进行地球化学检测；

第十步：结合实验观察，对比分析实验前后数据的差异，分析实验过程，总结油气运聚机理。