CN110847900B - 一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其包括围墙板、顶板、底板、地形塑造组件一和地形塑造组件二，其中，所述围墙板的底部与底板固定相连，所述围墙板的顶部与顶板固定相连，所述围墙、顶板和底板围成的模拟空间内设置有地形塑造组件一和地形塑造组件二，所述地形塑造组件一固定设置于底板上，用于塑造沉积碳酸盐岩的底部造型且为其底部提供支撑，所述地形塑造组件二可滑动的设置在顶板上，用于塑造沉积碳酸盐岩的中部造型且为整体沉积碳酸盐岩提供一定的压力，从而实现对碳酸盐岩沉积储层的模拟，对于实际的操作，能够提供更有意义的参考。

Description

一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置

技术领域

本发明涉及碳酸盐岩沉积模拟技术领域，具体是一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置。

背景技术

随着油气开发实践的不断深入，人们发现碳酸盐岩储层与油气关系十分密切，其中缝和洞是油气富集的重要场所，不同碳酸盐岩沉积模式中的储层分布不同，例如常见的简单的碳酸盐缓坡中的储层分布形式，因此在通过模拟装置对碳酸盐岩沉积储层进行研究时，对于地形的复刻显得尤为重要。

经检索，中国专利网公开了缝洞型碳酸盐岩储层油气充注的物理模拟方法及实验装置(公告号为CN105089657B)，该实验装置包括缝洞模型、带窗口的实验台、围岩和摄像监测系统，所述缝洞模型包括至少2个的不同尺寸的模拟洞穴和至少3条的不同尺寸的模拟裂缝，所述模拟洞穴通过所述模拟裂缝相连通；所述带窗口的实验台为箱体实验台，所述缝洞模型设置在所述带窗口的实验台内，缝洞模型的至少一面的模拟洞穴通过实验台的窗口可视；所述围岩采用与碳酸盐岩润湿性相近的水泥制作，所述围岩包围设置在所述缝洞模型的四周，模拟形成缝洞型碳酸盐岩储层；所述摄像监测系统用于检测和调整充注过程中的流量和压力的变化，以及记录窗口中显示的充注过程中缝洞的图像；所述摄像监测系统包括摄像仪、监视器、流量压力传感器和控制阀门；所述摄像仪用于拍摄窗口中显示的充注过程中缝洞的图像；所述摄像仪与所述监视器相电连接；所述流量压力传感器和所述控制阀门设置在所述模拟裂缝管路内；所述流量压力传感器和所述控制阀门与所述监视器相电连接，虽然其可以提供多种情况的模拟，且模拟方法较为科学，但是其忽略了地形因素的影响，在对实际碳酸盐岩沉积储层进行模拟研究时，能够还原实际地形显得尤为重要，否则对于实际操作的参考，显得意义不大。

因此，本领域技术人员提供了一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其包括围墙板、顶板、底板、地形塑造组件一和地形塑造组件二，其中，所述围墙板的底部与底板固定相连，所述围墙板的顶部与顶板固定相连，所述围墙板、顶板和底板围成的模拟空间内设置有地形塑造组件一和地形塑造组件二，所述地形塑造组件一固定设置于底板上，用于塑造沉积碳酸盐岩的底部造型且为其底部提供支撑，所述地形塑造组件二可滑动的设置在顶板上，用于塑造沉积碳酸盐岩的顶部造型且为整体沉积碳酸盐岩提供一定的压力。

进一步，作为优选，所述地形塑造组件一与地形塑造组件二之间还水平设置有地形塑造膜和底膜，从而将模拟空间分割成三个部分，其中中部模拟空间中放置有缝洞模型，所述缝洞模型两端的缝模型管分别穿出围墙板与外部注液集液设备相连，所述底膜靠近地形塑造组件一设置，所述地形塑造膜靠近地形塑造组件二设置，且所述地形塑造膜和底膜均为可拉伸收缩的弹性材质，所述底膜为双层结构，且底膜中设有多个独立空间，每个独立空间中放置有金属微颗粒，所述地形塑造膜的下方还设置有贯穿在围墙板上的预留孔。

进一步，作为优选，所述地形塑造组件一和地形塑造组件二结构大小相同且呈对称设置，所述地形塑造组件二固定在滑动板上，所述滑动板滑动设置在对称开设在围墙板上的滑槽中，所述滑动板的中部位置转动设置有螺纹杆一，所述螺纹杆一穿过顶板且与顶板螺纹连接，从而通过转动螺纹杆一调节地形塑造组件二的上下高度进行塑形和施压。

进一步，作为优选，所述滑动板上还设置有压力传感器。

进一步，作为优选，所述地形塑造组件一包括多个模拟单元，多个所述模拟单元采用隔板相紧挨设置且构成方格状。

进一步，作为优选，所述模拟单元包括限位安装板、螺纹杆二、液压杆和缓冲腔，所述限位安装板滑动设置在由四个隔板围成的格子内，所述限位安装板的一端均匀布置有多个液压杆，所述限位安装板的另一端转动设置有螺纹杆二，所述螺纹杆二的内部沿着轴向上设置有通孔，所述液压杆上的液压管道固定穿过限位安装板伸入通孔中并从通孔中伸出与外部泵站相连接，所述液压杆的可伸缩端还固定有缓冲腔。

进一步，作为优选，地形塑造组件一中的螺纹杆二穿过底板且与底板螺纹连接。

进一步，作为优选，地形塑造组件二中的螺纹杆二穿过滑动板且与滑动板螺纹连接。

进一步，作为优选，所述底板的四个边角位置分别采用支腿固定在振荡器的输出端，所述振荡器使得碳酸盐岩砂砾能够在模拟空间内振动，以便提高其分布的均匀性。

进一步，作为优选，所述缓冲腔上均布有多个与其贯通相连的吸附管，每个所述吸附管的外圆周还阵列有四个辅助支撑片，所述辅助支撑片为磁石材质，所述缓冲腔中还嵌入有负压管道，所述负压管道的布线方式与液压管道的布线方式相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置采用地形塑造组件一塑造沉积碳酸盐岩的底部造型，通过转动底板上的螺纹杆二，调节地形塑造组件一中的每一个模拟单元的高度，从而实现初步模拟，再通过泵站对液压杆进行控制，从而调整缓冲腔的高度，实现细微调整，使得模拟更加真实贴切，而设置的辅助支撑片一方面可以为底膜以及底膜上的砂砾提供支撑，另一方面辅助支撑片还可吸附底膜，使得底膜可以铺展的更加均匀，本装置中还可通过控制吸附管对底膜进行吸附防止其发生移位或变形，本装置通过转动螺纹杆一调节地形塑造组件二的上下高度从而对碳酸盐岩沉积储层的顶部进行塑形和施压，从而实现对碳酸盐岩沉积储层的模拟，对于实际的操作，能够提供更有意义的参考。

附图说明

图1为一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置的结构示意图；

图2为一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置中模拟单元的结构示意图；

图3为一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置中缓冲腔即辅助支撑片的结构示意图；

图4为一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置中隔板的分布示意图；

图中：1、围墙板；2、顶板；3、底板；4、支腿；5、振荡器；6、地形塑造组件一；7、地形塑造组件二；8、滑动板；9、滑槽；10、螺纹杆一；11、压力传感器；12、地形塑造膜；13、底膜；14、缝洞模型；15、预留孔；16、隔板；17、限位安装板；18、螺纹杆二；19、液压杆；20、缓冲腔；21、液压管道；22、吸附管；23、辅助支撑片；24、负压管道。

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。

实施例：请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其包括围墙板1、顶板2、底板3、地形塑造组件一6和地形塑造组件二7，其中，所述围墙板1的底部与底板3固定相连，所述围墙板1的顶部与顶板2固定相连，其特征在于，所述围墙板1、顶板2和底板3围成的模拟空间内设置有地形塑造组件一6和地形塑造组件二7，所述地形塑造组件一6固定设置于底板3上，用于塑造沉积碳酸盐岩的底部造型且为其底部提供支撑，所述地形塑造组件二7可滑动的设置在顶板2上，用于塑造沉积碳酸盐岩的顶部造型且为整体沉积碳酸盐岩提供一定的压力。

本实施例中，所述地形塑造组件一6与地形塑造组件二7之间还水平设置有地形塑造膜12和底膜13，从而将模拟空间分割成三个部分，其中中部模拟空间中放置有缝洞模型14，所述缝洞模型14两端的缝模型管分别穿出围墙板1与外部注液集液设备相连，以便进行相关的注液实验，所述底膜13靠近地形塑造组件一6设置，从而防止砂砾进入到地形塑造组件二7中，提高了设备的使用寿命，所述地形塑造膜12靠近地形塑造组件二7设置，且所述地形塑造膜12和底膜13均为可拉伸收缩的弹性材质，所述底膜13为双层结构，且底膜13中设有多个独立空间，每个独立空间中放置有金属微颗粒，所述地形塑造膜12的下方还设置有贯穿在围墙板1上的预留孔15，通过预留孔15可向中部模拟空间中注入砂砾模拟碳酸盐岩。

本实施例中，所述地形塑造组件一6和地形塑造组件二7结构大小相同且呈对称设置，所述地形塑造组件二7固定在滑动板8上，所述滑动板8滑动设置在对称开设在围墙板1上的滑槽9中，所述滑动板8的中部位置转动设置有螺纹杆一10，所述螺纹杆一10穿过顶板2且与顶板2螺纹连接，从而通过转动螺纹杆一10调节地形塑造组件二7的上下高度进行塑形和施压。

作为较佳的实施例，所述滑动板8上还设置有压力传感器11，以便通过压力传感器监测施压的压力。

本实施例中，所述地形塑造组件一6包括多个模拟单元，多个所述模拟单元采用隔板16相紧挨设置且构成方格状。

本实施例中，所述模拟单元包括限位安装板17、螺纹杆二18、液压杆19和缓冲腔20，所述限位安装板17滑动设置在由四个隔板16围成的格子内，所述限位安装板17的一端均匀布置有多个液压杆19，所述限位安装板17的另一端转动设置有螺纹杆二18，所述螺纹杆二18的内部沿着轴向上设置有通孔，所述液压杆19上的液压管道21固定穿过限位安装板17伸入通孔中并从通孔中伸出与外部泵站相连接，所述液压杆19的可伸缩端还固定有缓冲腔20。

本实施例中，地形塑造组件一6中的螺纹杆二18穿过底板3且与底板3螺纹连接。

本实施例中，地形塑造组件二7中的螺纹杆二18穿过滑动板8且与滑动板8螺纹连接。

本实施例中，所述底板3的四个边角位置分别采用支腿4固定在振荡器5的输出端，所述振荡器5使得碳酸盐岩砂砾能够在模拟空间内振动，以便提高其分布的均匀性。

本实施例中，所述缓冲腔20上均布有多个与其贯通相连的吸附管22，每个所述吸附管22的外圆周还阵列有四个辅助支撑片23，所述辅助支撑片23为磁石材质，从而与底膜13中的金属微颗粒相吸附配合，所述缓冲腔20中还嵌入有负压管道24，所述负压管道24的布线方式与液压管道21的布线方式相同，负压管道24与外部负压发生器相连接。

在具体实施时，首先采用地形塑造组件一6塑造沉积碳酸盐岩的底部造型，即根据实际测绘进行模拟，首先转动底板3上的螺纹杆二18，调节地形塑造组件一6中的每一个模拟单元的高度，从而实现初步模拟，再通过泵站对液压杆19进行控制，从而调整缓冲腔20的高度，实现细微调整使得模拟更加真实贴切，而辅助支撑片23一方面可以为底膜13提供支撑，另一方面辅助支撑片还可吸附底膜13，使得底膜可以铺展的更加均匀，此时负压发生器控制吸附管22对底膜进行吸附防止其发生移位或变形，接着通过预留孔15向中部模拟空间中注入砂砾，振荡器5工作使得碳酸盐岩砂砾能够在模拟空间内振动，以便提高其分布的均匀性，之后通过转动螺纹杆一10调节地形塑造组件二7的上下高度从而对碳酸盐岩沉积储层的顶部进行塑形和施压，从而实现对碳酸盐岩沉积储层的模拟。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其包括围墙板(1)、顶板(2)、底板(3)、地形塑造组件一(6)和地形塑造组件二(7)，其中，所述围墙板(1)的底部与底板(3)固定相连，所述围墙板(1)的顶部与顶板(2)固定相连，其特征在于，所述围墙板(1)、顶板(2)和底板(3)围成的模拟空间内设置有地形塑造组件一(6)和地形塑造组件二(7)，所述地形塑造组件一(6)固定设置于底板(3)上，用于塑造沉积碳酸盐岩的底部造型且为其底部提供支撑，所述地形塑造组件二(7)可滑动的设置在顶板(2)上，用于塑造沉积碳酸盐岩的顶部造型且为整体沉积碳酸盐岩提供一定的压力；

所述地形塑造组件一(6)与地形塑造组件二(7)之间还水平设置有地形塑造膜(12)和底膜(13)，从而将模拟空间分割成三个部分，其中中部模拟空间中放置有缝洞模型(14)，所述缝洞模型(14)两端的缝模型管分别穿出围墙板(1)与外部注液集液设备相连，所述底膜(13)靠近地形塑造组件一(6)设置，所述地形塑造膜(12)靠近地形塑造组件二(7)设置，且所述地形塑造膜(12)和底膜(13)均为可拉伸收缩的弹性材质，所述底膜(13)为双层结构，且底膜(13)中设有多个独立空间，每个独立空间中放置有金属微颗粒，所述地形塑造膜(12)的下方还设置有贯穿在围墙板(1)上的预留孔(15)。

2.根据权利要求1所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，所述地形塑造组件一(6)和地形塑造组件二(7)结构大小相同且呈对称设置，所述地形塑造组件二(7)固定在滑动板(8)上，所述滑动板(8)滑动设置在对称开设在围墙板(1)上的滑槽(9)中，所述滑动板(8)的中部位置转动设置有螺纹杆一(10)，所述螺纹杆一(10)穿过顶板(2)且与顶板(2)螺纹连接，从而通过转动螺纹杆一(10)调节地形塑造组件二(7)的上下高度进行塑形和施压。

3.根据权利要求2所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，所述滑动板(8)上还设置有压力传感器(11)。

4.根据权利要求2所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，所述地形塑造组件一(6)包括多个模拟单元，多个所述模拟单元采用隔板(16)相紧挨设置且构成方格状。

5.根据权利要求4所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，所述模拟单元包括限位安装板(17)、螺纹杆二(18)、液压杆(19)和缓冲腔(20)，所述限位安装板(17)滑动设置在由四个隔板(16)围成的格子内，所述限位安装板(17)的一端均匀布置有多个液压杆(19)，所述限位安装板(17)的另一端转动设置有螺纹杆二(18)，所述螺纹杆二(18)的内部沿着轴向上设置有通孔，所述液压杆(19)上的液压管道(21)固定穿过限位安装板(17)伸入通孔中并从通孔中伸出与外部泵站相连接，所述液压杆(19)的可伸缩端还固定有缓冲腔(20)。

6.根据权利要求5所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，地形塑造组件一(6)中的螺纹杆二(18)穿过底板(3)且与底板(3)螺纹连接。

7.根据权利要求5所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，地形塑造组件二(7)中的螺纹杆二(18)穿过滑动板(8)且与滑动板(8)螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，所述底板(3)的四个边角位置分别采用支腿(4)固定在振荡器(5)的输出端，所述振荡器(5)使得碳酸盐岩砂砾能够在模拟空间内振动，以便提高其分布的均匀性。

9.根据权利要求5所述的一种用于碳酸盐岩沉积储层研究的模拟装置，其特征在于，所述缓冲腔(20)上均布有多个与其贯通相连的吸附管(22)，每个所述吸附管(22)的外圆周还阵列有四个辅助支撑片(23)，所述辅助支撑片(23)为磁石材质，所述缓冲腔(20)中还嵌入有负压管道(24)，所述负压管道(24)的布线方式与液压管道(21)的布线方式相同。

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