CN114034841A - 一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法，包括：透明模拟箱，所述透明模拟箱的顶部设置有顶部开口，所述透明模拟箱的正面设置有正面开口，所述正面开口的左右两侧对称设置有竖向导向槽，所述正面开口的中间嵌合设置有垂直透明板；升降托板，对称设置于所述透明模拟箱的内部；板块模拟块，设置于所述升降托板的上方。本发明通过透明模拟箱中对称设置的板块模拟块作为板块模拟，而板块模拟块上还设置有可以滑动拆卸的断层模拟块，以便于更换不同倾斜度的断层模拟块，通过板块模拟块可以带动断层模拟块移动，以模拟地质断层的形成，而断层模拟块上还可以连接储层模拟软管，从而可以同时模拟断层及储层，进行观察使用试验时更加方便灵活。

Description

一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及地质学技术领域，尤其涉及一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法。

背景技术

断层是构造运动中广泛发育的构造形态，地壳运动中产生强大的压力和张力，超过岩层本身的强度，对岩石产生破坏作用导致岩层断裂错位，破坏了岩层的连续性和完整性，而断层的封闭性是指断层上下盘岩石或断裂带与断层上下盘岩石由于排替压力的差异，而阻止流体继续流动的性质，使其聚集起来形成新的物性和压力系统，在空间上表现为侧向封闭性和垂向封闭性。断层在油气的运移成藏过程中起双重作用，断层的开启为油气运移提供通道，断层封闭为油气藏形成提供遮挡，断层的封闭性的评价对油气勘探及开发具有重大的意义，而目前通常采用模拟设备进行模拟实验的方式对断层进行直观的模拟形成及测试。

本申请人发现而目前的模拟设备模拟地壳运动产生断层时，往往通过模拟板块的移动以模拟形成断层，但现有的模拟设备一般只能模拟断层的形成，操作时较为复杂麻烦，并且无法模拟出不同的断层和断裂储层，而断层的倾斜角度和断裂储层的倾斜角度与形状均对断层的封闭性具有影响，也影响其圈闭储存油气量，现有的模拟设备难以模拟形成断层和断裂储层，进而无法对断层的封闭性进行模拟测试。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法，以解决目前的模拟设备模拟地壳运动产生断层时，往往通过模拟板块的移动以模拟形成断层，但现有的模拟设备一般只能模拟断层的形成，操作时较为复杂麻烦，并且无法模拟出不同的断层和断裂储层，而断层的倾斜角度和断裂储层的倾斜角度与形状均对断层的封闭性具有影响，也影响其圈闭储存油气量，现有的模拟设备难以模拟形成断层和断裂储层，进而无法对断层的封闭性进行模拟测试的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法，包括：

透明模拟箱，所述透明模拟箱的顶部设置有顶部开口，所述透明模拟箱的正面设置有正面开口，所述正面开口的左右两侧对称设置有竖向导向槽，所述正面开口的中间嵌合设置有垂直透明板，所述垂直透明板的中间设置有中心安装口；

升降托板，对称设置于所述透明模拟箱的内部，所述升降托板的底部设置有竖向液压杆，所述升降托板通过所述竖向液压杆与所述透明模拟箱的底部相互连接，所述升降托板的顶部设置有横向导向槽，所述横向导向槽的中间设置有水平液压杆；

板块模拟块，设置于所述升降托板的上方，所述板块模拟块之间关于所述透明模拟箱的竖直中心线对称设置，所述板块模拟块的底部设置有横向导向块，所述板块模拟块通过所述横向导向块和所述横向导向槽与所述升降托板滑动连接，所述板块模拟块的中间设置有中心中空槽，所述板块模拟块靠近所述透明模拟箱的竖直中心线一侧设置有嵌合连接槽；

断层模拟块，设置于所述嵌合连接槽的中间，所述断层模拟块之间关于所述透明模拟箱的竖直中心线对称设置，对称设置的断层模拟块相邻一侧设置平行有倾斜贴附面，所述倾斜贴附面的中间设置有连通开口，所述断层模拟块靠近所述板块模拟块的一侧设置有嵌合连接块；

储层模拟软管，设置于所述中心中空槽的中间，所述储层模拟软管的前端设置有连接端口，所述储层模拟软管通过所述连接端口与所述连通开口相互连接，所述储层模拟软管的后端设置有尾部连通口，所述储层模拟软管的正面设置有贴附开口，所述贴附开口的中间设置有贴附密封垫；

中心输送管，设置于所述中心安装口的中间，所述中心输送管的中间均匀排布设置有多个连通输送孔，所述中心输送管的下侧设置有封闭气囊，所述封闭气囊的中间设置有充气封闭管。

在一些可选实施例中，所述竖向导向槽的中间设置有投射灯条，所述垂直透明板通过所述竖向导向槽与所述透明模拟箱滑动连接，所述垂直透明板与所述透明模拟箱的左右侧壁之间相互垂直设置，所述垂直透明板为透明材质。

在一些可选实施例中，所述断层模拟块通过所述嵌合连接块和所述嵌合连接槽与所述板块模拟块嵌合滑动连接，所述断层模拟块的上下端面分别与所述板块模拟块的上下端面相互平齐。

在一些可选实施例中，所述连通开口的后侧设置有密封环槽，所述密封环槽的中间设置有固定磁铁，所述连接端口的中间设置有密封卡环，所述密封卡环的中间设置有密封磁铁，所述密封环槽与所述密封卡环之间尺寸相互配合，所述固定磁铁与所述密封磁铁的相邻磁性互异。

在一些可选实施例中，所述储层模拟软管的外侧均匀排布设置有多个牵引连接架，所述牵引连接架的前后两侧均设置有球头关节，所述牵引连接架之间通过所述球头关节相互连接，所述牵引连接架的外侧设置有定位吸盘。

在一些可选实施例中，所述透明模拟箱的下方设置有支撑底架，所述透明模拟箱的左右两侧对称设置有调节转轴，所述透明模拟箱通过所述调节转轴与所述支撑底架转动连接，所述支撑底架的顶部设置有水平导轨，所述水平导轨的中间设置有驱动螺杆，所述驱动螺杆的轴端设置有平移电机。

在一些可选实施例中，所述水平导轨的下方设置有水平移动架，所述水平移动架位于所述顶部开口的正上方，所述水平移动架的顶端设置有嵌合导向槽，所述水平移动架通过所述嵌合导向槽与所述水平导轨滑动连接，所述水平移动架的中间设置有连接螺套，所述水平移动架的底部设置有升降液压杆。

在一些可选实施例中，所述升降液压杆的底端设置有圆形储存筒，所述圆形储存筒通过所述升降液压杆与所述水平移动架相互连接，所述圆形储存筒的内部设置有中心旋转柱，所述中心旋转柱的外侧均匀环绕设置有多个密封间隔板，所述中心旋转柱的中间设置有调节电机，所述圆形储存筒的顶部设置有顶部填料口，所述圆形储存筒的底部设置有底部出料口。

在一些可选实施例中，所述底部出料口的下方设置有矩形铺砂筒，所述矩形铺砂筒的底部设置有铺设开口，所述铺设开口的中间设置有水平封闭槽，所述水平封闭槽的中间嵌合滑动设置有水平封闭板，所述水平封闭板的中间设置有中心连通口，所述水平封闭板的前后两侧均设置有复位弹簧，所述中心连通口的底部前后两侧均设置有刮平辊。

一种地质断层封闭性模拟测试方法，包括以下步骤：

步骤a：选择具有所需倾斜角度的倾斜贴附面的断层模拟块，然后将对应的断层模拟块通过嵌合连接块滑动嵌合安装至板块模拟块的嵌合连接槽中，使断层模拟块固定于板块模拟块之间；

步骤b：通过水平液压杆带动板块模拟块移动，保持两侧的板块模拟块的倾斜贴附面之间间隔所需距离，以模拟对应形状的断层，然后将中心输送管通过中心安装口置于倾斜贴附面之间下侧，并通过充气封闭管向封闭气囊充气，使封闭气囊膨胀以封堵倾斜贴附面之间的下侧空间；

步骤c:在圆形储存筒中通过多个密封间隔板间隔构成的隔仓中，分别置于直径大小不同的玻璃珠或沙漏等颗粒物，然后通过圆形储存筒和底部出料口，将对应直径的颗粒物填充至倾斜贴附面之间，以填充模拟的断层，完成模拟断层的填充后，通过往复移动圆形储存筒和转动密封间隔板，将直径大小不同的颗粒物平铺于板块模拟块的上方，以模拟不同的地质岩层；

步骤d：将储层模拟软管通过连接端口嵌合吸附安装至连通开口处，并通过球头关节调节牵引连接架的倾斜角度和形状，进而固定设置储层模拟软管的倾斜角度和形状，并将对应直径的颗粒物填充至储层模拟软管中；

步骤e:通过水平液压杆和竖向液压杆带动两侧的板块模拟块移动，使板块模拟块和断层模拟块之间相互错合，以模拟地质断层的形成；

步骤f:通过中心输入管向模拟断层底部输入蒸馏水，以驱出模拟装置中的气体，当蒸馏水完全浸润模拟断层和储层模拟软管中的颗粒物后，通过中心输入管向模拟断层底部以稳定流量持续输入染色煤油；

步骤g：模拟断层中的油柱高度随着输送时间而不断增加，油沿模拟断层向上运移，并通过连通开口输入储层模拟软管，当油浸入储层模拟软管后，随着时间的增加，储层模拟软管中的油层高度和宽度不再发生变化，达成其最大储存量的平衡，完成对应角度断层和对应角度形状储层封闭性的模拟测试。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的地质断层封闭性模拟测试装置及方法，通过透明模拟箱中对称设置的板块模拟块作为板块模拟，而板块模拟块上还设置有可以快速滑动拆卸的断层模拟块，以便于更换不同倾斜度的断层模拟块，通过板块模拟块可以带动断层模拟块移动，以模拟地质断层的形成，而断层模拟块上还可以连接储层模拟软管，储层模拟软管可以通过由球头关节相互连接的牵引连接架支撑，并调节为各种角度和形状，以便于模拟与断层相连的地质储层，从而可以同时模拟断层及储层，便于对其进行观察试验，而进行封闭性试验时便可以将模拟断层及储层中均填入模拟岩层的固体颗粒物，以便于进行注油试验，观察测试不同模拟断层封闭性，进行观察使用试验时更加方便灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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说明书一个或多个实施例的实施例，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为本说明书一个或多个实施例实施例的正面结构示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例实施例的正视结构示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例实施例的水平翻转状态的结构示意图；

图4为本说明书一个或多个实施例实施例的透明模拟箱的正面结构示意图；

图5为本说明书一个或多个实施例实施例的透明模拟箱的内部结构示意图；

图6为本说明书一个或多个实施例实施例的板块模拟块的结构示意图；

图7为本说明书一个或多个实施例实施例的断层模拟块的结构示意图；

图8为本说明书一个或多个实施例实施例的储层模拟软管的结构示意图；

图9为本说明书一个或多个实施例实施例的牵引连接架的结构示意图；

图10为本说明书一个或多个实施例实施例的支撑底架的结构示意图；

图11为本说明书一个或多个实施例实施例的水平移动架的结构示意图；

图12为本说明书一个或多个实施例实施例的圆形储存筒的结构示意图；

图13为本说明书一个或多个实施例实施例的矩形铺砂筒的结构示意图；

其中：1透明模拟箱、101顶部开口、102正面开口、103竖向导向槽、104投射灯条、105垂直透明板、106中心安装口、107调节转轴、2升降托板、201竖向液压杆、202横向导向槽、203水平液压杆、3板块模拟块、301横向导向块、302中心中空槽、303嵌合连接槽4断层模拟块、401倾斜贴附面、402嵌合连接块、403连通开口、404密封环槽、405固定磁铁、5储层模拟软管、501连接端口、502密封卡环、503密封磁铁、504尾部连通口、505贴附开口、506贴附密封垫、507牵引连接架、508球头关节、509定位吸盘、6中心输送管、601连通输送孔、602封闭气囊、603充气封闭管、7支撑底架、701水平导轨、702驱动螺杆、703平移电机、8水平移动架、801嵌合导向槽、802连接螺套、803升降液压杆、9圆形储存筒、901中心旋转柱、902密封间隔板、903调节电机、904顶部填料口、905底部出料口、10矩形铺砂筒、1001铺设开口、1002水平封闭槽、1003水平封闭板、1004中心连通口、1005复位弹簧、1006刮平辊、。

具体实施方式

为使本说明书一个或多个实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本说明书一个或多个实施例进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本说明书一个或多个实施例所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本说明书一个或多个实施例，一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法，包括：

透明模拟箱1，透明模拟箱1的顶部设置有顶部开口101，透明模拟箱1的正面设置有正面开口102，正面开口102的左右两侧对称设置有竖向导向槽103，正面开口102的中间嵌合设置有垂直透明板105，垂直透明板105的中间设置有中心安装口106；

升降托板2，对称设置于透明模拟箱1的内部，升降托板2的底部设置有竖向液压杆201，升降托板2通过竖向液压杆201与透明模拟箱1的底部相互连接，升降托板2的顶部设置有横向导向槽202，横向导向槽202的中间设置有水平液压杆203；

板块模拟块3，设置于升降托板2的上方，板块模拟块3之间关于透明模拟箱1的竖直中心线对称设置，板块模拟块3的底部设置有横向导向块301，板块模拟块3通过横向导向块301和横向导向槽202与升降托板2滑动连接，板块模拟块3的中间设置有中心中空槽302，板块模拟块3靠近透明模拟箱1的竖直中心线一侧设置有嵌合连接槽303；

断层模拟块4，设置于嵌合连接槽303的中间，断层模拟块4之间关于透明模拟箱1的竖直中心线对称设置，对称设置的断层模拟块4相邻一侧设置平行有倾斜贴附面401，倾斜贴附面401的中间设置有连通开口403，断层模拟块4靠近板块模拟块3的一侧设置有嵌合连接块402；

储层模拟软管5，设置于中心中空槽302的中间，储层模拟软管5的前端设置有连接端口501，储层模拟软管5通过连接端口501与连通开口403相互连接，储层模拟软管5的后端设置有尾部连通口504，储层模拟软管5的正面设置有贴附开口505，贴附开口505的中间设置有贴附密封垫506；

中心输送管6，设置于中心安装口106的中间，中心输送管6的中间均匀排布设置有多个连通输送孔601，中心输送管6的下侧设置有封闭气囊602，封闭气囊602的中间设置有充气封闭管603。

请参阅图1至图13，作为本发明的一个实施例，一种地质断层封闭性模拟测试装置及方法，包括：透明模拟箱1，透明模拟箱1的顶部设置有顶部开口101，透明模拟箱1的正面设置有正面开口102，正面开口102的左右两侧对称设置有竖向导向槽103，正面开口102的中间嵌合设置有垂直透明板105，垂直透明板105的中间设置有中心安装口106；升降托板2，对称设置于透明模拟箱1的内部，升降托板2的底部设置有竖向液压杆201，升降托板2通过竖向液压杆201与透明模拟箱1的底部相互连接，升降托板2的顶部设置有横向导向槽202，横向导向槽202的中间设置有水平液压杆203；板块模拟块3，设置于升降托板2的上方，板块模拟块3之间关于透明模拟箱1的竖直中心线对称设置，板块模拟块3的底部设置有横向导向块301，板块模拟块3通过横向导向块301和横向导向槽202与升降托板2滑动连接，板块模拟块3的中间设置有中心中空槽302，板块模拟块3靠近透明模拟箱1的竖直中心线一侧设置有嵌合连接槽303；断层模拟块4，设置于嵌合连接槽303的中间，断层模拟块4之间关于透明模拟箱1的竖直中心线对称设置，对称设置的断层模拟块4相邻一侧设置平行有倾斜贴附面401，倾斜贴附面401的中间设置有连通开口403，断层模拟块4靠近板块模拟块3的一侧设置有嵌合连接块402；储层模拟软管5，设置于中心中空槽302的中间，储层模拟软管5的前端设置有连接端口501，储层模拟软管5通过连接端口501与连通开口403相互连接，储层模拟软管5的后端设置有尾部连通口504，储层模拟软管5的正面设置有贴附开口505，贴附开口505的中间设置有贴附密封垫506；中心输送管6，设置于中心安装口106的中间，中心输送管6的中间均匀排布设置有多个连通输送孔601，中心输送管6的下侧设置有封闭气囊602，封闭气囊602的中间设置有充气封闭管603。

请参阅图1至图13，可选的，装置通过透明模拟箱1作为主要的模拟测试空间，而透明模拟箱1中对称设置有板块模拟块3，而板块模拟块3通过横向导向块301和横向导向槽202与升降托板2滑动连接，升降托板2则通过竖向液压杆201与透明模拟箱1的底部相互连接，从而通过水平液压杆203和竖向液压杆201便可以带动板块模拟块3进行移动，以便于模拟地质板块的运动，而板块模拟块3上可以安装断层模拟块4，断层模拟块4通过嵌合连接块402和嵌合连接槽303与板块模拟块3嵌合滑动连接，断层模拟块4的上下端面分别与板块模拟块3的上下端面相互平齐，并且两侧对称设置的断层模拟块4均设置有倾斜度相同的倾斜贴附面401，以便于通过断层模拟块4对地质断层进行模拟，进而通过板块模拟块3可以带动断层模拟块4同步移动，使两侧的断层模拟块4之间发生错合以模拟地质断层的构成，并且断层模拟块4通过嵌合连接块402和嵌合连接槽303与板块模拟块3嵌合滑动连接，可以通过滑动快速安装拆卸断层模拟块4，以便于更换具有不同倾斜度的倾斜贴附面401的断层模拟块4，进而便于对不同形状和角度的地质断层进行模拟构成，使用时更加灵活，并且两侧的断层模拟块4之间还设置有中心输送管6，中心输送管6可以在进行封闭性测试时通过其上的连通输送孔601向模拟板块之间输送所需的煤油，以模拟地质石油储藏，并且中心输送管6下侧设置有封闭气囊602，封闭气囊602可以通过中间设置充气封闭管603充气以碰撞，进而通过膨胀的封闭气囊602堵住倾斜贴附面401之间用于模拟断层的空隙底部，避免填充颗粒物漏出，并且适用于不同形状角度的模拟断层，使用时更加方便灵活。

请参阅图1至图13，可选的，装置通过透明模拟箱1中对称设置有板块模拟块3带动层模拟块同步移动，使两侧的断层模拟块4之间发生错合以模拟地质断层的构成，而断层模拟块4的倾斜贴附面401上还设置有连通开口403，连通开口403的后侧设置有密封环槽404，连接端口501的中间设置有密封卡环502，密封环槽404与密封卡环502之间尺寸相互配合，而装置设置的储层模拟软管5便可以通过连接端口501接入连通开口403，以模拟与断层相连的地质储层，并且密封卡环502的中间设置有密封磁铁503，密封环槽404的中间设置有固定磁铁405，固定磁铁405与密封磁铁503的相邻磁性互异，从而通过磁铁的吸附可以安装储层模拟软管5至连通开口403处，以便于对储层模拟软管5进行快速安装更换，使用时更加方便，同时储层模拟软管5的外侧均匀排布设置有多个牵引连接架507，牵引连接架507的前后两侧均设置有球头关节508，牵引连接架507之间通过球头关节508相互连接，所以牵引连接架507之间可以通过球头关节508进行转动调节，以使相互串联的牵引连接架507延伸为不同形状，而每个牵引连接架507则又单独与储层模拟软管5相互连接，并且储层模拟软管5为柔性材质，所以储层模拟软管5通过串联的牵引连接架507可以被调节为不同的角度和形状，以便于根据需要模拟出不同形状和角度地质储层，使用时更加方便灵活性，牵引连接架507的外侧设置有定位吸盘509，便于通过定位吸盘509牵引连接架507可以吸附固定在透明模拟箱1的背面或垂直透明板105上，以便于对储层模拟软管5进行塑形，并且储层模拟软管5正面设置有贴附开口505，贴附开口505为开放式结构，可以通过贴附密封垫506与垂直透明板105保持连接处的封闭性，进而便于实时看到储层模拟软管5内部情况，以便于在模拟测试实验时更好地进行观察。

请参阅图1至图13，可选的，装置通过透明模拟箱1作为主要的模拟测试空间，而透明模拟箱1为透明材质，便于对内部进行观察试验，同时透明模拟箱1为开放式结构，顶部和正面分别设置有顶部开口101和正面开口102，而正面开口102中嵌合设置有垂直透明板105，垂直透明板105与透明模拟箱1的左右侧壁之间相互垂直设置，垂直透明板105为透明材质，便于进行模拟实验时对透明模拟箱1内部进行观察，并且垂直透明板105通过竖向导向槽103与透明模拟箱1滑动连接，便于将垂直透明板105通过滑动进行安装和拆卸，便于使正面开口102开放，进而便于对透明模拟箱1内部结构进行调节，如调节更换断层模拟块4和调节安装储层模拟软管5等，使用操作调节时更加方便，并且竖向导向槽103的中间设置有投射灯条104，而垂直透明板105为透明材质，同时可以构成导光板结构，以便于照亮垂直透明板105，可以更加清楚观察到垂直透明板105后侧，进而便于对模拟测试进行观察。

请参阅图1至图13，可选的，装置通过透明模拟箱1作为主要的模拟测试空间，而正面开口102可以通过滑动拆卸垂直透明板105进行开放，进而便于对透明模拟箱1内部进行调节操作，并且透明模拟箱1的下方设置有支撑底架7，透明模拟箱1的左右两侧对称设置有调节转轴107，透明模拟箱1通过调节转轴107与支撑底架7转动连接，所以透明模拟箱1可以通过调节转轴107向后侧翻转，以使透明模拟箱1由垂直状态变为水平状态，从而便于对透明模拟箱1内部进行调节操作，也便于对储层模拟软管5内部填充模拟岩层的颗粒物等，操作使用时更加方便，同时支撑底架7的顶部设置有水平导轨701，水平导轨701的中间设置有驱动螺杆702，驱动螺杆702的轴端设置有平移电机703，而水平导轨701的下方设置有水平移动架8，水平移动架8位于顶部开口101的正上方，水平移动架8的顶端设置有嵌合导向槽801，水平移动架8通过嵌合导向槽801与水平导轨701滑动连接，水平移动架8的中间设置有连接螺套802，水平移动架8的底部设置有升降液压杆803，升降液压杆803的底端设置有圆形储存筒9，圆形储存筒9通过升降液压杆803与水平移动架8相互连接，通过升降液压杆803便可以带动圆形储存筒9上下移动，使圆形储存筒9由顶部开口101伸入透明模拟箱1内部，或由其中移出，而圆形储存筒9中可以储存玻璃珠、沙粒等用于模拟岩层的颗粒物，同时驱动螺杆702可以通过转动带动水平移动架8沿水平导轨701水平移动，进而可以带动圆形储存筒9同步移动，使圆形储存筒9在板块模拟块3上往复平移，以便于将模拟岩层的颗粒物铺设在其上，模拟不同的地质岩层，便于后续进行地质断层的形成模拟工作，无需人工手动铺设，操作时更加方便。

请参阅图1至图13，可选的，装置通过水平移动架8沿水平导轨701水平移动，进而可以带动圆形储存筒9同步移动，使圆形储存筒9在板块模拟块3上往复平移，以便于将模拟岩层的颗粒物铺设在其上，模拟不同的地质岩层，便于后续进行地质断层的形成模拟工作，而圆形储存筒9的内部设置有中心旋转柱901，中心旋转柱901的外侧均匀环绕设置有多个密封间隔板902，所以多个密封间隔板902便可以将圆形储存筒9的内均匀间隔处多个独立的储存空间，每个储存空间中都可以储存不同大小、直径或材质的模拟颗粒物，并且中心旋转柱901的中间设置有调节电机903，圆形储存筒9的顶部设置有顶部填料口904，圆形储存筒9的底部设置有底部出料口905，所以调节电机903可以通过中心旋转柱901带动所有密封间隔板902转动，进而同步调节所有独立的储存空间的位置，使储存空间移动至上侧的顶部填料口904进行填装，或移动至下侧的底部出料口905进行供料铺设，以便于将不同大小、直径或材质的颗粒物平铺于板块模拟块3的上方，以模拟不同的地质岩层，操作使用时更加方便，铺设设置时效率更高。

请参阅图1至图13，可选的，装置通过圆形储存筒9储存不同大小、直径或材质的模拟颗粒物，当储存空间移动至下侧的底部出料口905时，内部的颗粒物便可以通过底部出料口905自然落下，底部出料口905的下方设置有矩形铺砂筒10，矩形铺砂筒10的底部设置有铺设开口1001，而铺设开口1001为矩形结构，以便于使落下的颗粒物可以由铺设开口1001落下平铺于板块模拟块3上，并且铺设开口1001的中间设置有水平封闭槽1002，水平封闭槽1002的中间嵌合滑动设置有水平封闭板1003，水平封闭板1003的中间设置有中心连通口1004，水平封闭板1003的前后两侧均设置有复位弹簧1005，所以正常运行时中心连通口1004与铺设开口1001相互对其重合，以便于颗粒物可以自然落下平铺于板块模拟块3上，而当圆形储存筒9移动至靠近透明模拟箱1的两侧边缘处时，水平封闭板1003的外端便会被透明模拟箱1的两侧阻挡，进而使水平封闭板1003移动，使中心连通口1004与铺设开口1001相互错合，以封堵铺设开口1001，避免颗粒物继续落下，防止圆形储存筒9往复移动进行铺设时，在边缘处铺设两次导致边缘过厚，并且中心连通口1004的底部前后两侧均设置有刮平辊1006，在颗粒物落下后，随着圆形储存筒9移动刮平辊1006可以将落下的颗粒物刮平，以便于保持铺设模拟岩层的均匀度，同时水平封闭板1003中可以额外装设电磁铁，以邻国控制铺设开口1001的开关，提高铺设操作的便利性。

使用时，首先对装置进行设置，将透明模拟箱1通过调节转轴107向后侧翻转，以使透明模拟箱1由垂直状态变为水平状态，然后将垂直透明板105滑动抽出取下，以便于通过正面开口102对透明模拟箱1内部进行操作，然后选择具有所需倾斜度倾斜贴附面401的断层模拟块4，将断层模拟块4通过嵌合连接块402和嵌合连接槽303嵌合滑动安装在板块模拟块3上，然后将储层模拟软管5便可以通过连接端口501接入连通开口403，以模拟与断层相连的地质储层，并将牵引连接架507之间通过球头关节508进行转动调节，使相互串联的牵引连接架507延伸为不同形状，进而使储层模拟软管5通过串联的牵引连接架507调节为不同的角度和形状，根据需要模拟出不同形状和角度地质储层，完成调节后，便可以将模拟岩层的颗粒物填充置于储层模拟软管5中，然后便可以将垂直透明板105滑动嵌合安装至正面开口102，以对正面开口102进行封闭，随后将透明模拟箱1通过调节转轴107翻转，以使透明模拟箱1由变为垂直状态，然后通过水平液压杆203带动板块模拟块3移动，保持两侧的板块模拟块3的倾斜贴附面401之间间隔所需距离，以模拟对应形状的断层，然后将中心输送管6通过中心安装口106置于倾斜贴附面401之间下侧，并通过充气封闭管603向封闭气囊602充气，使封闭气囊602膨胀以封堵倾斜贴附面401之间的下侧空间，并在圆形储存筒9中通过多个密封间隔板902间隔构成的隔仓中，分别置于直径大小不同的玻璃珠或沙漏等颗粒物，然后通过圆形储存筒9和底部出料口905，将对应直径的颗粒物填充至倾斜贴附面401之间，以填充模拟的断层，完成模拟断层的填充后，通过往复移动圆形储存筒9和转动密封间隔板902，将直径大小不同的颗粒物平铺于板块模拟块3的上方，以模拟不同的地质岩层，而板块模拟块3的后侧处设置有具有弹性的柔性布，以通过其封闭板块模拟块3的后侧处空间，避免颗粒物掉落，完成预先准备工作后，便可以通过水平液压杆203和竖向液压杆201带动两侧的板块模拟块3移动，使板块模拟块3和断层模拟块4之间相互错合，以模拟地质断层的形成，然后通过中心输入管向模拟断层底部输入蒸馏水，以驱出模拟装置中的气体，当蒸馏水完全浸润模拟断层和储层模拟软管5中的颗粒物后，通过中心输入管向模拟断层底部以稳定流量持续输入染色煤油，模拟断层中的油柱高度随着输送时间而不断增加，油沿模拟断层向上运移，并通过连通开口403输入储层模拟软管5，当油浸入储层模拟软管5后，随着时间的增加，储层模拟软管5中的油层高度和宽度不再发生变化，达成其最大储存量的平衡，完成对应角度断层和对应角度形状储层封闭性的模拟测试，进而完成了装置的使用工作。

一种地质断层封闭性模拟测试方法，包括以下步骤：步骤a：选择具有所需倾斜角度的倾斜贴附面401的断层模拟块4，然后将对应的断层模拟块4通过嵌合连接块402滑动嵌合安装至板块模拟块3的嵌合连接槽303中，使断层模拟块4固定于板块模拟块3之间；

步骤b：通过水平液压杆203带动板块模拟块3移动，保持两侧的板块模拟块3的倾斜贴附面401之间间隔所需距离，以模拟对应形状的断层，然后将中心输送管6通过中心安装口106置于倾斜贴附面401之间下侧，并通过充气封闭管603向封闭气囊602充气，使封闭气囊602膨胀以封堵倾斜贴附面401之间的下侧空间；

步骤c:在圆形储存筒9中通过多个密封间隔板902间隔构成的隔仓中，分别置于直径大小不同的玻璃珠或沙漏等颗粒物，然后通过圆形储存筒9和底部出料口905，将对应直径的颗粒物填充至倾斜贴附面401之间，以填充模拟的断层，完成模拟断层的填充后，通过往复移动圆形储存筒9和转动密封间隔板902，将直径大小不同的颗粒物平铺于板块模拟块3的上方，以模拟不同的地质岩层；

步骤d：将储层模拟软管5通过连接端口501嵌合吸附安装至连通开口403处，并通过球头关节508调节牵引连接架507的倾斜角度和形状，进而固定设置储层模拟软管5的倾斜角度和形状，并将对应直径的颗粒物填充至储层模拟软管5中；

步骤e:通过水平液压杆203和竖向液压杆201带动两侧的板块模拟块3移动，使板块模拟块3和断层模拟块4之间相互错合，以模拟地质断层的形成；

步骤f:通过中心输入管向模拟断层底部输入蒸馏水，以驱出模拟装置中的气体，当蒸馏水完全浸润模拟断层和储层模拟软管5中的颗粒物后，通过中心输入管向模拟断层底部以稳定流量持续输入染色煤油；

步骤g：模拟断层中的油柱高度随着输送时间而不断增加，油沿模拟断层向上运移，并通过连通开口403输入储层模拟软管5，当油浸入储层模拟软管5后，随着时间的增加，储层模拟软管5中的油层高度和宽度不再发生变化，达成其最大储存量的平衡，完成对应角度断层和对应角度形状储层封闭性的模拟测试。

本发明提供的地质断层封闭性模拟测试装置及方法，通过透明模拟箱1中对称设置的板块模拟块3作为板块模拟，而板块模拟块3上还设置有可以快速滑动拆卸的断层模拟块4，以便于更换不同倾斜度的断层模拟块4，通过板块模拟块3可以带动断层模拟块4移动，以模拟地质断层的形成，而断层模拟块4上还可以连接储层模拟软管5，储层模拟软管5可以通过由球头关节508相互连接的牵引连接架507支撑，并调节为各种角度和形状，以便于模拟与断层相连的地质储层，从而可以同时模拟断层及储层，便于对其进行观察试验，而进行封闭性试验时便可以将模拟断层及储层中均填入模拟岩层的固体颗粒物，以便于进行注油试验，观察测试不同模拟断层封闭性，进行观察使用试验时更加方便灵活。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本说明书一个或多个实施例实施例的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本说明书一个或多个实施例实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

尽管已经结合了本说明书一个或多个实施例的具体实施例对本说明书一个或多个实施例进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本说明书一个或多个实施例实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，包括：

透明模拟箱，所述透明模拟箱的顶部设置有顶部开口，所述透明模拟箱的正面设置有正面开口，所述正面开口的左右两侧对称设置有竖向导向槽，所述正面开口的中间嵌合设置有垂直透明板，所述垂直透明板的中间设置有中心安装口；

升降托板，对称设置于所述透明模拟箱的内部，所述升降托板的底部设置有竖向液压杆，所述升降托板通过所述竖向液压杆与所述透明模拟箱的底部相互连接，所述升降托板的顶部设置有横向导向槽，所述横向导向槽的中间设置有水平液压杆；

板块模拟块，设置于所述升降托板的上方，所述板块模拟块之间关于所述透明模拟箱的竖直中心线对称设置，所述板块模拟块的底部设置有横向导向块，所述板块模拟块通过所述横向导向块和所述横向导向槽与所述升降托板滑动连接，所述板块模拟块的中间设置有中心中空槽，所述板块模拟块靠近所述透明模拟箱的竖直中心线一侧设置有嵌合连接槽；

断层模拟块，设置于所述嵌合连接槽的中间，所述断层模拟块之间关于所述透明模拟箱的竖直中心线对称设置，对称设置的断层模拟块相邻一侧设置平行有倾斜贴附面，所述倾斜贴附面的中间设置有连通开口，所述断层模拟块靠近所述板块模拟块的一侧设置有嵌合连接块；

储层模拟软管，设置于所述中心中空槽的中间，所述储层模拟软管的前端设置有连接端口，所述储层模拟软管通过所述连接端口与所述连通开口相互连接，所述储层模拟软管的后端设置有尾部连通口，所述储层模拟软管的正面设置有贴附开口，所述贴附开口的中间设置有贴附密封垫；

中心输送管，设置于所述中心安装口的中间，所述中心输送管的中间均匀排布设置有多个连通输送孔，所述中心输送管的下侧设置有封闭气囊，所述封闭气囊的中间设置有充气封闭管。

2.根据权利要求1所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述竖向导向槽的中间设置有投射灯条，所述垂直透明板通过所述竖向导向槽与所述透明模拟箱滑动连接，所述垂直透明板与所述透明模拟箱的左右侧壁之间相互垂直设置，所述垂直透明板为透明材质。

3.根据权利要求1所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述断层模拟块通过所述嵌合连接块和所述嵌合连接槽与所述板块模拟块嵌合滑动连接，所述断层模拟块的上下端面分别与所述板块模拟块的上下端面相互平齐。

4.根据权利要求1所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述连通开口的后侧设置有密封环槽，所述密封环槽的中间设置有固定磁铁，所述连接端口的中间设置有密封卡环，所述密封卡环的中间设置有密封磁铁，所述密封环槽与所述密封卡环之间尺寸相互配合，所述固定磁铁与所述密封磁铁的相邻磁性互异。

5.根据权利要求1所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述储层模拟软管的外侧均匀排布设置有多个牵引连接架，所述牵引连接架的前后两侧均设置有球头关节，所述牵引连接架之间通过所述球头关节相互连接，所述牵引连接架的外侧设置有定位吸盘。

6.根据权利要求1所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述透明模拟箱的下方设置有支撑底架，所述透明模拟箱的左右两侧对称设置有调节转轴，所述透明模拟箱通过所述调节转轴与所述支撑底架转动连接，所述支撑底架的顶部设置有水平导轨，所述水平导轨的中间设置有驱动螺杆，所述驱动螺杆的轴端设置有平移电机。

7.根据权利要求6所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述水平导轨的下方设置有水平移动架，所述水平移动架位于所述顶部开口的正上方，所述水平移动架的顶端设置有嵌合导向槽，所述水平移动架通过所述嵌合导向槽与所述水平导轨滑动连接，所述水平移动架的中间设置有连接螺套，所述水平移动架的底部设置有升降液压杆。

8.根据权利要求7所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述升降液压杆的底端设置有圆形储存筒，所述圆形储存筒通过所述升降液压杆与所述水平移动架相互连接，所述圆形储存筒的内部设置有中心旋转柱，所述中心旋转柱的外侧均匀环绕设置有多个密封间隔板，所述中心旋转柱的中间设置有调节电机，所述圆形储存筒的顶部设置有顶部填料口，所述圆形储存筒的底部设置有底部出料口。

9.根据权利要求8所述的地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，所述底部出料口的下方设置有矩形铺砂筒，所述矩形铺砂筒的底部设置有铺设开口，所述铺设开口的中间设置有水平封闭槽，所述水平封闭槽的中间嵌合滑动设置有水平封闭板，所述水平封闭板的中间设置有中心连通口，所述水平封闭板的前后两侧均设置有复位弹簧，所述中心连通口的底部前后两侧均设置有刮平辊。

10.一种地质断层封闭性模拟测试方法，采用权利要求1至9任意一权利要求所述地质断层封闭性模拟测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：选择具有所需倾斜角度的倾斜贴附面的断层模拟块，然后将对应的断层模拟块通过嵌合连接块滑动嵌合安装至板块模拟块的嵌合连接槽中，使断层模拟块固定于板块模拟块之间；

步骤b：通过水平液压杆带动板块模拟块移动，保持两侧的板块模拟块的倾斜贴附面之间间隔所需距离，以模拟对应形状的断层，然后将中心输送管通过中心安装口置于倾斜贴附面之间下侧，并通过充气封闭管向封闭气囊充气，使封闭气囊膨胀以封堵倾斜贴附面之间的下侧空间；

步骤c:在圆形储存筒中通过多个密封间隔板间隔构成的隔仓中，分别置于直径大小不同的玻璃珠或沙漏等颗粒物，然后通过圆形储存筒和底部出料口，将对应直径的颗粒物填充至倾斜贴附面之间，以填充模拟的断层，完成模拟断层的填充后，通过往复移动圆形储存筒和转动密封间隔板，将直径大小不同的颗粒物平铺于板块模拟块的上方，以模拟不同的地质岩层；

步骤d：将储层模拟软管通过连接端口嵌合吸附安装至连通开口处，并通过球头关节调节牵引连接架的倾斜角度和形状，进而固定设置储层模拟软管的倾斜角度和形状，并将对应直径的颗粒物填充至储层模拟软管中；

步骤e:通过水平液压杆和竖向液压杆带动两侧的板块模拟块移动，使板块模拟块和断层模拟块之间相互错合，以模拟地质断层的形成；

步骤f:通过中心输入管向模拟断层底部输入蒸馏水，以驱出模拟装置中的气体，当蒸馏水完全浸润模拟断层和储层模拟软管中的颗粒物后，通过中心输入管向模拟断层底部以稳定流量持续输入染色煤油；

步骤g：模拟断层中的油柱高度随着输送时间而不断增加，油沿模拟断层向上运移，并通过连通开口输入储层模拟软管，当油浸入储层模拟软管后，随着时间的增加，储层模拟软管中的油层高度和宽度不再发生变化，达成其最大储存量的平衡，完成对应角度断层和对应角度形状储层封闭性的模拟测试。

Images