CN207649979U - 一种可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，涉及薄片制作技术。所述可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，包括透明玻璃质上盖及基板、上部及下部高弹性透明树脂、上部及下部加热玻璃板、岩心薄片以及弹簧螺钉组成。通过弹簧螺钉的可控调节作用，挤压高弹性透明树脂从而实现对岩心薄片施加一定的压力，通过加热玻璃板中电阻丝的加热作用，对岩心薄片进行温度的调节，进而便于研究不同温度压力下的岩心驱替试验。

Description

一种可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型

技术领域

本实用新型涉及薄片制作技术，尤其涉及一种可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型。

背景技术

目前，随着国际上对石油资源的需求日益增长，石油勘探开发越来超着深井、超深井方向努力，而这些深井、超深井的井底往往具有较高的温度和压力，温度和压力的变化往往会导致岩石孔隙发生复杂的变化，如孔隙形状、毛管压力、润湿性等，进一步影响驱油剂的驱替效果，因此，研究高温高压下如何提高采收率越来越受到重视。

在现有的提高采收率驱替试验中，最常用的是岩心薄片驱替试验。如专利CN1101148A公开了一种真实储集岩围观孔隙模型及其制作技术，其主要由真实储集岩片、针头、引槽、盖玻璃、载玻璃和环氧树脂胶组成。该模型虽然能够模拟真实岩心的驱替试验，但是无法模拟真实岩心在地层温压条件下的驱替状况。如专利CN203443827U公开了一种可视化全封闭真实岩心模型，其包括真实岩心薄片和密封包括真实岩心薄片的玻璃外壳，该模型虽然能够放置在不同的温压环境中模拟地层温压，但是由于真实岩心薄片被密封导致宝贵的岩心薄片无法取出而不能用于其他研究。

因此，制作一种能够解决上述问题的岩心驱替薄片模型，能够更好的模拟地层条件如温度、压力等，对于研究岩心驱替试验的仿真度意义重大。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，通过弹簧螺钉的可控调节作用，挤压高弹性透明树脂从而实现对岩心薄片施加一定的压力，通过加热玻璃板中电阻丝的加热作用，对岩心薄片进行温度的调节，进而便于研究不同温度压力下的岩心驱替试验。

本实用新型的技术方案如下：

一种可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，组成包括透明玻璃质上盖及基板、上部及下部加热玻璃板、上部及下部高弹性透明树脂、岩心薄片以及弹簧螺钉。

进一步地，所述透明玻璃质上盖及基板在四角处均设置有螺孔，透明玻璃质上盖及基板的厚度为5-10mm。

进一步地，所述上部及下部高弹性透明树脂的厚度为4-6mm。

进一步地，所述上部及下部高弹性透明树脂的面积略小于透明质玻璃质上盖及基板，且略大于真实岩心薄片。

进一步地，所述上部及下部加热玻璃板的四周有凹槽，凹槽内置四个可发热电阻丝通过导线与外界电源相接，上部及下部加热玻璃板的面积略小于上部及下部高弹性透明树脂，且略大于真实岩心薄片；

进一步地，所述可发热电阻丝为热敏电阻。

进一步地，所述岩心薄片为驱油研究用岩心薄片，岩心薄片为真实岩心薄片或人造岩心薄片。

进一步地，所述弹簧螺钉由螺帽、弹簧以及带刻度螺杆组成，弹簧的直径比带刻度螺杆的直径大1-2mm。

进一步地，所述弹簧的弹性模量是高弹性透明树脂弹性模量的30％-50％。

进一步地，所述透明玻璃质上盖、上部高弹性透明树脂、上部加热玻璃板、岩心薄片、下部加热玻璃板、下部高弹性透明树脂、透明玻璃质基板从上到下依次叠放通过弹簧螺钉固定连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的温压可控的岩心驱替薄片模型，不仅能够防止常规的岩心驱替薄片由于注入压力过大导致薄片上下分离，同时还可以借助弹簧螺钉实现压力的控制和调节，借助发热电阻丝实现温度的控制和调节，从而模拟不同垂向压力下和环境温度下的岩心驱替试验，并且，本实用新型方便实验人员通过更换不同弹性模量的高弹性透明树脂、弹簧实现较宽压力范围的模拟，更换温度系数不同的热敏电阻实现较宽温度范围内的模拟，通过更换岩心薄片实现不同岩石类型驱替试验的模拟，操作方便，经济适用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为弹簧螺钉6结构示意图；

图3为加热玻璃板俯视图。

其中，1-透明玻璃质上盖；2-透明玻璃质基板；3-上部高弹性透明树脂； 4-下部高弹性透明树脂；5-岩心薄片；6-弹簧螺钉；7-带刻度螺杆；8-弹簧；9-螺帽；10-上部加热玻璃板；11-下部加热玻璃板；12-可发热电阻丝；13- 导线；14-凹槽；1a-透明玻璃质上盖螺孔；2a-透明玻璃质基板螺孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，温压可控的岩心驱替薄片模型，组成包括透明玻璃质上盖 1、透明玻璃质基板2、上部高弹性透明树脂3、下部高弹性透明树脂4、上部加热玻璃板10、下部加热玻璃板11、岩心薄片5以及弹簧螺钉6，弹簧螺钉由螺帽9、弹簧8以及带刻度螺杆7组成。

在透明玻璃质上盖1的四角处设置螺孔1a，同时在透明玻璃质基板2与透明玻璃质上盖1相对应的位置设置螺孔2a，上盖1和基板2上的螺孔直径均稍大于弹簧8直径，保证螺杆7能够顺利通过螺孔的同时还能保证弹簧不会通过螺孔，并且螺孔上无螺纹，采用螺纹容易导致拧紧螺帽时玻璃质的螺孔出现裂纹。

透明玻璃质上盖1及透明玻璃质基板2的厚度为5-10mm，上部高弹性透明树脂3及下部高弹性透明树脂4的厚度为4-6mm，过厚的厚度会影响驱替过程的观察，过薄的厚度又导致弹簧8形变量太小而不便于计算垂向压力。并且，上部3及下部4高弹性透明树脂的面积略小于透明质玻璃质上盖1及基板2，略大于真实岩心薄片5，这样能保证因为挤压产生的垂向压力不至于集中在模型四角，也有利于弹簧螺钉6的固定。

上部加热玻璃板10及下部加热玻璃板11的四周均刻有凹槽14，凹槽14 内串联四个相同的可发热电阻丝12，如热敏电阻，可发热电阻丝12通过导线13与外界电源连接，利用电阻丝的发热效应实现对岩心薄片的加热；上部及下部加热玻璃板的面积略小于上部及下部高弹性透明树脂，且略大于真实岩心薄片，以免影响对岩心薄片的观察且有利于增大岩心薄片的加热面积获得较好的加热效果。

岩心薄片5可以选择驱替研究用的真实岩心薄片或人造岩心薄片，如专利CN1101148A中所述的真实储集岩围观孔隙模型。

弹簧8的直径比带刻度螺杆7的直径大1-2mm，合适的间距能够保证弹簧套在螺杆上后，在拧紧螺帽9过程中，弹簧8能够不与螺杆7壁产生紧密接触而顺利地垂直向下挤压，从而方便实验人员通过观察刻度而获知弹簧8 的形变量，进一步结合弹簧8的弹性模量参数准确计算垂向压力。

弹簧8的弹性模量优选为高弹性透明树脂弹性模量的30％-50％，两者之间合适的弹性模量差值，能够保证即使在较小的压力条件下或者压力连续变化较小的情况下，高弹性透明树脂较小的形变或者较小的形变变化在弹簧上也能表现出较大的形变量或较大的形变量变化，这种放大效应有利于模拟较小压力条件下或压力连续变化较小的情况下的岩心驱替试验。

制作时，将透明玻璃质基板2水平放置，然后依次放置下部高弹性透明树脂4、下部加热玻璃板11、岩心薄片5、上部加热玻璃板10、上部高弹性透明树脂3，然后分别将螺杆7通过螺孔2a由下部向上穿入透明玻璃质基板 2，然后将弹簧8分别套入到螺杆7上，然后对准螺孔1a，将透明玻璃质上盖放置在弹簧8上，分别拧紧螺帽9，拧紧时通过螺杆7上的刻度将4个螺帽9位于同一位置而保证透明玻璃质上盖1水平放置，实现垂向压力均匀分布。

压力调节时，实验人员可根据压力需要通过弹簧8的弹性模量参数计算弹簧的形变量而预估挤压后弹簧8上部应处于的刻度位置，从而可分别拧紧 4个螺帽9实现压力的调节，进而便于研究不同压力下的岩心驱替试验。

温度调节时，实验人员可通过控制通电时间，通过测量导线13中的电流大小计算热敏电阻的电阻值，并根据电阻的温度系数计算出电阻的温度从而实现对环境温度的调节，进而便于研究不同温度下的岩心驱替试验。

可通过固定压力研究一定压力下温度对驱替效果的影响或者或可通过固定温度研究一定温度下压力对驱替效果的影响。

最后应说明的是：上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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。

Claims (6)

1.一种可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，组成包括透明玻璃质上盖及基板、上部及下部高弹性透明树脂、上部及下部加热玻璃板、岩心薄片以及弹簧螺钉；

所述透明玻璃质上盖及基板在四角处均设置有螺孔；

所述上部及下部高弹性透明树脂的面积略小于透明质玻璃质上盖及基板，且略大于真实岩心薄片；

所述上部及下部加热玻璃板的四周有凹槽，凹槽内置四个相同的可发热电阻丝通过导线与外界电源相接，上部及下部加热玻璃板的面积略小于上部及下部高弹性透明树脂，且略大于真实岩心薄片；

所述岩心薄片为驱油研究用岩心薄片；

所述弹簧螺钉由螺帽、弹簧以及带刻度螺杆组成；

所述透明玻璃质上盖、上部高弹性透明树脂、上部加热玻璃板、岩心薄片、下部加热玻璃板、下部高弹性透明树脂、透明玻璃质基板从上到下依次叠放通过弹簧螺钉固定连接。

2.根据权利要求1所述的可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，所述的透明玻璃质上盖及基板的厚度为5-10mm，所述上部及下部高弹性透明树脂的厚度为4-6mm。

3.根据权利要求1所述的可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，所述可发热电阻丝为热敏电阻。

4.根据权利要求1所述的可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，所述的岩心薄片为真实岩心薄片或人造岩心薄片。

5.根据权利要求1所述的可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，所述弹簧的弹性模量是高弹性透明树脂弹性模量的30％-50％。

6.根据权利要求1所述的可模拟地下温压条件的岩心驱替薄片模型，所述弹簧的直径比带刻度螺杆的直径大1-2mm。