CN205580838U - 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置 - Google Patents
含油气盆地不整合风化粘土层压实装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205580838U CN205580838U CN201620370291.8U CN201620370291U CN205580838U CN 205580838 U CN205580838 U CN 205580838U CN 201620370291 U CN201620370291 U CN 201620370291U CN 205580838 U CN205580838 U CN 205580838U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unconformity
- compacting
- oil
- compaction
- clay layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004927 clay Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000005056 compaction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 9
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 43
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XYQHCDPZBXIAGW-UHFFFAOYSA-N Andesine Natural products COC(=O)C1=Cc2ccc3c(CCN(C)C)cc(OC)c(O)c3c2C(=O)O1 XYQHCDPZBXIAGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052658 andesine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006253 efflorescence Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，装置包括框架子系统、动力子系统、压实子系统和测量子系统；框架子系统包括支架及位于支架上的横梁；压实子系统包括压实容器、压实器和压实螺杆；测量子系统包括压力检测单元；压实容器位于横梁的下方，压实螺杆与横梁螺纹连接，压实容器内设置有压实器，压实器与压实螺杆接触，压实器的下方设置有压力检测单元，压力检测单元检测压力信号并输出显示；动力子系统为压实螺杆提供压实动力。本实用新型操作简单，实用性强，可根据对粘土层施加不同压力，对应突破压力的变化，揭示压实作用对风化粘土层封盖强度的影响，建立定量评价与预测模型。
Description
技术领域
本实用新型属于石油天然气勘探领域，具体涉及到一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置。
背景技术
不整合是地层间的一种非连续接触关系，与断裂、褶皱构成含油气盆地三大常见控油气构造。不整合不仅是构造运动或海（湖）平面变动事件的记录者，而且还代表了后期地质作用对前期沉积岩（物）不同程度的改造（刘波，1997），这种改造程度的不均一性以及后期水进形成的上覆岩石使得不整合具有了空间层次结构（吴孔友等，2002；付广等，2005；Eriksson P G et al., 2014）。
张克银等（1996）在研究塔北隆起碳酸盐岩顶部间断面时，将不整合在纵向上自上而下分为残积层、渗流层和潜流层。其实不论是渗流层还是潜流层，均属于基岩风化淋滤的产物，何发歧（2002）进一步将这种基岩风化带在纵向上分为地表岩溶带、垂直渗流岩溶带及水平潜流岩溶带。实际上，长期的风化作用，尤其是生物风化作用能在基岩之上形成一层粘土层（ＮＰ詹姆斯等，1992）即古土壤层，同时当后期水进或水侵时在不整合之上常形成水进砂体或底砾岩（Levorsen A I，1934；艾华国等，1996；汤良杰等，2002；Lorilleux et al., 2002）。因此，不整合在纵向上可划分为三层结构：不整合之上岩石（水进砂体或底砾岩）、风化粘土层及半风化岩石（吴孔友等，2002；隋风贵等，2006；宋国奇等，2010；Leszczynski S et al.，2015），亦可将不整合称为结构体，分为结构体上层、中层和下层（吴孔友等，2012；徐怀民等，2013）。目前，对不整合控藏作用的研究主要集中在不整合结构的上层和下层对油气的输导与储集作用方面（赵文智等，2001；牟中海等，2005；曹剑等，2006；何登发，2007；隋风贵等，2010；Zou C N.，2012；张善文，2013;Leszczynski S et al.，2015），而对不整合结构中层即风化粘土层的研究较少。
不整合风化粘土层是物理风化细粒残积物再经生物、化学风化作用堆积的结果，又称古土壤，往往内含有机质，导致该层经上覆地层压实成岩后，致密而有韧性，可构成上覆圈闭的底板、下伏圈闭的顶板，是不整合相关油气藏形成的关键控制因素（潘钟祥，1983；査明等，2008；宋国奇等，2010；邹才能等，2011；Kongyou WU,2013）。
宋国奇等（2008）、李晓燕等（2009）通过样品测试分析，认为风化粘土层中长石、云母等原生矿物蚀变强烈，而高岭石、伊利石及蒙脱石等次生粘土矿物明显增多，且Ca、Na元素含量减少,Fe、Al元素富集。
刘海涛等（2008）利用物理实验，模拟了不整合结构与隐蔽油气藏成藏的关系，指出风化粘土层是下伏油气藏的封盖层。
吴孔友等（2009）通过模拟实验证实，油气沿不整合纵向结构运移受控于岩石物性、坡度,容易在风化粘土层薄弱环节突破,进行窜层运移。
但目前，受不整合遮挡的油气藏规模或油柱高度究竟与风化粘土层有何定量关系，风化粘土层的封盖强度受何因素控制，至今未能开展详细研究，更没有相应的物理模拟实验系统和方法进行验证。
不整合是含油气盆地中常见的地质现象，对油气运聚成藏起重要控制作用，而不整合纵向上又普遍发育三层结构，其中中层结构风化粘土层是基岩长期风化的细粒残积物，经上覆地层压实成岩后，致密而有韧性，是良好的封盖层。由于该层是在地表长期堆积而成，与正常沉积的泥岩有着根本的区别，且其厚度一般较薄，很少有该层位取心资料，其封盖强度难以评价。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，解决了对风化粘土层封盖油气能力研究时，无法模拟风化粘土层封盖强度的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述压实装置包括框架子系统、动力子系统、压实子系统和测量子系统；所述框架子系统包括支架及位于支架上的横梁；所述压实子系统包括压实容器、压实器和压实螺杆；所述测量子系统包括压力检测单元；所述压实容器位于所述横梁的下方，所述压实螺杆与所述横梁螺纹连接，所述压实容器内设置有压实器，所述压实器与所述压实螺杆接触，所述压实器的下方设置有压力检测单元，所述压力检测单元检测压力信号并输出显示；所述动力子系统为所述压实螺杆提供压实动力。
如上所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述测量子系统包括控制器，所述控制器用于接收所述压力检测单元检测的压力信号并显示，所述控制器输出控制信号控制所述动力子系统。
如上所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述动力子系统包括驱动电机和传动机构，所述传动机构与所述压实螺杆联动。
如上所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述传动机构包括设置于横梁上的与所述驱动电机联动的传动轮、与压实螺杆啮合的蜗轮，所述传动轮与所述蜗轮通过传动杆联动。
如上所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述压实螺杆上设置有手动施力把手。
如上所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述压实器的中心部位设置有凹槽，所述凹槽与所述压实螺杆接触。
如上所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述压实器由中心部位向外缘逐渐变薄。
如上所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述压实容器的侧壁为透明钢化玻璃。
与现有压力脉冲测渗透率技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，对不整合风化粘土取样并进行压实，操作简单，实用性强，与风化粘土在地下经历的成岩过程相似度高，可以在油气勘探中广泛使用，具有很好的推广价值。实验开始前，先将一定厚度的风化粘土放入压实容器中，再将压实器置于其上，通过动力子系统带动压实螺杆向下，挤压压实器，通过压力检测单元，记录风化粘土承受的压力，再对压实样品测试突破压力，即可分析压实作用对封盖强度的影响。根据施加不同压力，对应突破压力的变化，揭示压实作用对风化粘土层封盖强度的影响，建立定量评价与预测模型。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例压实装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
如图1所示，本实施例提出了一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述压实装置包括框架子系统、动力子系统、压实子系统和测量子系统。
框架子系统包括底座11，位于底座11上的支架12及位于支架12上的横梁13。
压实子系统包括压实容器21、压实器22和压实螺杆23。压实容器21位于横梁13的下方，压实螺杆23与横梁13螺纹连接，压实容器21内设置有压实器22，压实器22与压实螺杆23接触。压实器22为钢制结构，压实器22的中心部位设置有凹槽，凹槽与压实螺杆23接触。压实器22的面积约等于压实容器21底壁面积的1/2；压实器22由中心部位向外缘逐渐变薄。压实容器21的侧壁为透明钢化玻璃，便于观察压实变形的过程。
测量子系统包括压力检测单元31；压力检测单元31设置在压实器22的下方，压力检测单元31检测压力信号并输出显示；动力子系统为压实螺杆23提供压实动力。压力检测单元31检测的压力信号可直接输出至压力表显示，根据压力表显示的压力控制动力子系统，直至压力表显示的压力达到设定压力。或者，测量子系统还包括控制器32，控制器32用于接收压力检测单元31检测的压力信号并显示，控制器32输出控制信号控制动力子系统，直至压力检测单元31检测的压力信号达到设定压力。
动力子系统包括驱动电机41和传动机构，传动机构与压实螺杆23联动。驱动电机41安装于底座11上，传动机构包括设置于横梁13上的与驱动电机41联动的传动轮42、与压实螺杆23啮合的蜗轮43，传动轮42与蜗轮43通过传动杆44联动。进一步的，压实螺杆23上设置有手动施力把手45，可手动对压实螺杆23进行微调。
开始实验时，先将在野外不整合风化粘土层出露处取的风化粘土倒入压实子系统的压实容器21中，将粘土顶面修平，再将压实器22放在松散的粘土之上，并对准动力子系统的压实螺杆23。开始时，可以先通过手动施力把手45对压实螺杆23手动加压，至手动施力把手45不能再向下旋转为止，通过测量子系统读出压力值，作为第一设定压力，然后静止1周左右，取下压实器22，对压实后的风化粘土钻取柱状样品，编号封存。再重新取土，重复手动压实至不能旋转为止，然后启动驱动电机41加压，达到一定第二设定压力后停止，静止1周后，取样封存。如此重复几次，取出设定压力不同时，一系列样品。如下表：
| 样品号码 | 设定压力 |
| NO.1 | X1 |
| NO.2 | X2 |
| NO.3 | X3 |
| NO.4 | X4 |
| … |
压实强度x与封盖强度y的定量关系y=f（x）的获取方法为：对不整合风化粘土层取样若干份，分别对取样的风化粘土施加不同的设定压力一段时间，对压实后的土层钻取柱状样品；再对柱状样品进行突破压力测试得到突破压力。
本实施例中不同样品的土层的设定压力和突破压力可如下表所示：
| 样品号码 | 设定压力 | 突破压力 |
| NO.1 | X1 | Y1 |
| NO.2 | X2 | Y2 |
| NO.3 | X3 | Y3 |
| NO.4 | X4 | Y4 |
| … |
将设定压力与突破压力进行线性拟合，得到设定压力与突破压力的关系式，根据设定压力与突破压力的关系式，建立压实强度x与封盖强度y的定量关系y=f（x）。
获取待测不整合风化粘土层在地下的埋深h，岩石平均密度ρ，计算压实强度P压实=G/S=mg/S=ρVg/S=ρhg，根据压实强度x与封盖强度y的定量关系y=f（x）计算封盖强度P封盖。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述压实装置包括框架子系统、动力子系统、压实子系统和测量子系统；所述框架子系统包括支架及位于支架上的横梁；所述压实子系统包括压实容器、压实器和压实螺杆；所述测量子系统包括压力检测单元；所述压实容器位于所述横梁的下方，所述压实螺杆与所述横梁螺纹连接，所述压实容器内设置有压实器，所述压实器与所述压实螺杆接触，所述压实器的下方设置有压力检测单元，所述压力检测单元检测压力信号并输出显示；所述动力子系统为所述压实螺杆提供压实动力。
2.根据权利要求1所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述测量子系统包括控制器，所述控制器用于接收所述压力检测单元检测的压力信号并显示，所述控制器输出控制信号控制所述动力子系统。
3.根据权利要求1所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述动力子系统包括驱动电机和传动机构，所述传动机构与所述压实螺杆联动。
4.根据权利要求3所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述传动机构包括设置于横梁上的与所述驱动电机联动的传动轮、与压实螺杆啮合的蜗轮，所述传动轮与所述蜗轮通过传动杆联动。
5.根据权利要求1所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述压实螺杆上设置有手动施力把手。
6.根据权利要求1所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述压实器的中心部位设置有凹槽，所述凹槽与所述压实螺杆接触。
7.根据权利要求6所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述压实器由中心部位向外缘逐渐变薄。
8.根据权利要求1所述的含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，其特征在于，所述压实容器的侧壁为透明钢化玻璃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620370291.8U CN205580838U (zh) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620370291.8U CN205580838U (zh) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205580838U true CN205580838U (zh) | 2016-09-14 |
Family
ID=56858018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620370291.8U Expired - Fee Related CN205580838U (zh) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205580838U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105758691A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-13 | 中国石油大学(华东) | 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置和封盖强度计算方法 |
-
2016
- 2016-04-28 CN CN201620370291.8U patent/CN205580838U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105758691A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-13 | 中国石油大学(华东) | 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置和封盖强度计算方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10809175B1 (en) | Device and method for soil hydraulic permeability measurement | |
| Croize et al. | Compaction and porosity reduction in carbonates: A review of observations, theory, and experiments | |
| Wu et al. | Permeability distribution and scaling in multi-stages carbonate damage zones: Insight from strike-slip fault zones in the Tarim Basin, NW China | |
| Simpkins et al. | Hydrogeology and redox geochemistry of CH4 in a late Wisconsinan till and loess sequence in central Iowa | |
| Smith et al. | A new technique for obtaining high‐resolution pore pressure records in thick claystone aquitards and its use to determine in situ compressibility | |
| Zhang et al. | In-situ stress and fracture characterization of a candidate repository for spent nuclear fuel in Gansu, northwestern China | |
| Daliri et al. | Shear and dewatering behaviour of densified gold tailings in a laboratory simulation of multi-layer deposition | |
| CN105651677A (zh) | 一种可同时测定给水度及渗透系数的岩土参数性质测定仪 | |
| CN204479574U (zh) | 离子型稀土原地浸矿滑坡试验系统 | |
| Lofi et al. | Geological discontinuities, main flow path and chemical alteration in a marly hill prone to slope instability: Assessment from petrophysical measurements and borehole image analysis | |
| Van De Ven et al. | Visualization of gas dissolution following upward gas migration in porous media: Technique and implications for stray gas | |
| Zhang et al. | Shale pore characteristics of Shahejie Formation: implication for pore evolution of shale oil reservoirs in Dongying sag, north China | |
| Smith et al. | A multiscale approach to determine hydraulic conductivity in thick claystone aquitards using field, laboratory, and numerical modeling methods | |
| Hermanrud et al. | Consequences of water level drops for soft sediment deformation and vertical fluid leakage | |
| Mataić | On structure and rate dependence of Perniö clay | |
| CN205580838U (zh) | 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置 | |
| Wilson | Monitoring in the vadose zone: a review of technical elements and methods | |
| CN105758691A (zh) | 含油气盆地不整合风化粘土层压实装置和封盖强度计算方法 | |
| Rogers et al. | Fundamentals of cone penetrometer test (CPT) soundings | |
| CN104749344A (zh) | 离子型稀土原地浸矿滑坡试验系统 | |
| Liu et al. | Colloid mobilization in an undisturbed sediment core under semiarid recharge rates | |
| Döll et al. | Lab and field measurements of the hydraulic conductivity of clayey silts | |
| Akintunde et al. | Tectonic significance of porosity and permeability regimes in the red beds formations of the South Georgia Rift Basin | |
| CN103207417A (zh) | 一种浅层天然气探测工艺 | |
| Tehrani | Developing a new instrumented soil column to study climate-induced ground movement in expansive soil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160914 |