一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置的制作方法

文檔序號：11730478閱讀：420來源：國知局

本發明屬于物理模擬技術領域，尤其涉及一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置。

背景技術：

隨著油氣勘探開發的不斷深入以及對能源需求的日益增加，致密油氣、頁巖油氣等非常規油氣資源已成為當前勘探開發的新熱點。非常規油氣藏在全球分布廣泛，是目前勘探開發潛力最大的油氣資源類型。

非常規油氣藏在我國很多地區均有廣泛分布，資源潛力巨大。非常規油氣儲層常伴有天然發育的微裂縫或者人工壓裂形成的微裂縫。研究認為，非常規油氣儲層中微裂縫的寬度一般小于200微米。其中，寬度小于10微米的微裂縫，一般發育在油層頂部，連通能力差；而寬度大于10微米的微裂縫，規模大，連通性好，對開發起主導作用。微裂縫是評價非常規油氣富集“甜點區”的關鍵指標之一，微裂縫能夠提供有效的滲流通道，提高油氣的滲流能力，對非常規油氣藏的生產動態和經濟開發具有重要的作用。

致密油氣、頁巖油氣等非常規油氣儲層微裂縫中流體的傳輸是一個極其復雜的過程，它涉及到流體在微裂縫中的運移、吸附、擴散機理，還涉及到流體與微裂縫之間的相互作用。科學合理地認識和描述非常規油氣儲層微裂縫中流體的傳輸機制是關系到非常規油氣藏的合理高效開發的關鍵問題。因此，開展非常規油氣儲層微裂縫中流體的傳輸機制研究，不僅具有重要的理論意義，而且具有重要的實際價值。

在實現本發明的過程中，申請人發現現有技術中存在以下不足：

現有技術中，利用激光刻蝕和化學刻蝕等方法加工的微觀物理仿真玻璃模型，可以通過觀察流體流動變化的圖像來分析流體在微通道中的流動機理。由于刻蝕后的仿真模型為單片玻璃，為了得到能夠在一定壓差下的流動通道，需要對兩片玻璃進行燒結，或者采用直接將兩片玻璃用玻璃膠粘結在一起的方法。目前這些制作仿真玻璃模型的方法都存在一定的問題，比如承受壓力小，無法在高溫高壓環境中進行實驗等。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在問題，本發明提供一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置，所述裝置包括微裂縫模型、蓋板及底板，所述底板的頂部開設有與微裂縫模型的形狀相匹配的凹槽，所述微裂縫模型嵌設在所述凹槽中，所述底板的頂部開設有兩個相對的連通槽，兩個所述連通槽設置在所述凹槽的兩側，且兩個所述連通槽均與所述凹槽相通，所述蓋板覆蓋在所述底板上，所述蓋板上設置有兩個連通孔，所述連通孔與所述連通槽對應設置，所述連通孔與對應的所述連通槽相通。

進一步地，所述蓋板對應所述凹槽的位置處設置有第一可視窗，所述第一可視窗的尺寸小于所述凹槽的尺寸，以方便在模擬實驗時的實時觀察。

進一步地，所述底板的底部對應所述凹槽的位置處設置有第二可視窗，所述第二可視窗的尺寸小于所述凹槽的尺寸，以方便在模擬實驗時的實時觀察。

進一步地，所述蓋板和所述底板之間設置有密封墊片，以保證密封效果。

進一步地，所述連通孔為螺紋孔，所述連通孔內螺紋連接有螺紋接頭，所述螺紋接頭的頭部進入到所述連通槽中，所述螺紋接頭的軸向中空設置，螺紋接頭可以作為用料的進出口使用。

進一步地，所述蓋板可拆卸地覆蓋在所述底板上，這樣可以對不同特性的微裂縫模型進行實驗。

更進一步地，所述蓋板通過多個連接螺釘可拆卸地覆蓋在所述底板上，所述多個連接螺釘分別設置所述蓋板的邊緣處。

優選地，所述微裂縫模型采用彈性熔融石英玻璃管加工制成。

優選地，所述蓋板及所述底板均采用金屬材質。

本發明的有益效果是：

本發明的一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置，由于底板的頂部開設有與微裂縫模型的形狀相匹配的凹槽，微裂縫模型嵌設在凹槽中，且由于蓋板覆蓋在底板上，因此，蓋板和底板能夠對微裂縫模型進行保護，可以承受較大壓力，能在高溫高壓環境中進行實驗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例的一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置的結構拆分示意圖；

圖2為本發明實施例的一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置的制造方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例公開了一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置。

圖1為本發明實施例的一種模擬非常規油氣儲層微裂縫的實驗裝置的結構拆分示意圖，參見圖1，本發明實施例的裝置包括微裂縫模型1、蓋板2及底板3，底板3的頂部開設有與微裂縫模型1的形狀相匹配的凹槽8，微裂縫模型1嵌設在凹槽8中，底板3的頂部開設有兩個相對的連通槽9，兩個連通槽9設置在凹槽8的兩側，且兩個連通槽9均與凹槽8相通，蓋板2覆蓋在底板3上，蓋板2上設置有兩個連通孔11，連通孔11與連通槽9對應設置，連通孔11與對應的連通槽9相通。

本發明實施例由于底板的頂部開設有與微裂縫模型的形狀相匹配的凹槽，微裂縫模型嵌設在凹槽中，且由于蓋板覆蓋在底板上，因此，蓋板和底板能夠對微裂縫模型進行保護，可以承受較大壓力，能在高溫高壓環境中進行實驗。

現有技術中，微裂縫模型可以利用激光刻蝕和化學刻蝕等方法加工而成，通過觀察流體流動變化的圖像來分析流體在微通道中的流動機理，但是由于刻蝕后的仿真模型為單片玻璃，為了得到能夠在一定壓差下的流動通道，需要對兩片玻璃進行燒結，或者采用直接將兩片玻璃用玻璃膠粘結在一起的方法。目前這些制作仿真玻璃模型的方法都存在一定的問題。如燒結法，需要的溫度較高，成功率低；玻璃膠粘結法，粘結后會影響圖像的觀察；激光刻蝕法，刻蝕的孔道邊緣有明顯的裂痕，且孔道內凹凸不平，深度不易控制，刻出的圖形會影響流體的滲流以及滲流過程的觀察；化學刻蝕法，化學腐蝕的范圍無法控制，腐蝕出的孔道尺寸較大，無法模擬比較微小的孔道。

為了解決上述問題，本發明實施例的微裂縫模型可以選用彈性熔融石英玻璃管經微細加工裝置制作而成，可以較好地模擬真實的微裂縫，而且微孔道內壁面均勻光滑，易于顯微鏡觀察，克服了采用化學腐蝕所形成的孔道尺寸過大以及激光刻蝕使孔道邊緣易形成裂痕和孔道凹凸不平的問題，避免了兩片玻璃使用燒結或膠結，對密封以及圖像觀察帶來的不利影響。

考慮到微裂縫模型的牢固性和實用性，本發明實施例設計了蓋板2及底板3組成的固定結構，以方便放置與使用。

本發明實施例中的蓋板2及底板3均可以采用金屬材質，例如鋼鉛等，不僅具有良好的導熱性能，也可承受很高的壓力，并對微米級孔道模型起保護作用，再由于彈性熔融石英玻璃管也具有較高的耐溫耐壓能力，因此，本發明實施例的實驗裝置可以在高溫高壓環境中使用。

本發明實施例的微裂縫模型1整體可以呈方形，其尺寸可以為：長度3.0cm、寬度0.6cm、高度為0.2cm，而微裂縫模型1中微裂縫的尺寸可以為：長度3.0cm、寬度0.2cm、高度50μm。

本發明實施例中，蓋板2對應凹槽8的位置處可以設置有第一可視窗7，第一可視窗7的尺寸小于凹槽8的尺寸。

具體為：本發明實施例中的蓋板2的尺寸可以為：4.5cm、寬度1.6cm、厚度0.2cm；而第一可視窗7的尺寸可以為：長度2.6cm、寬度為0.2cm、深度為0.2cm。

本發明實施例中，底板3的底部對應凹槽8的位置處設置有第二可視窗10，第二可視窗10的尺寸小于凹槽8的尺寸。

具體為：本發明實施例的底板的尺寸可以為：長度4.5cm、寬度1.6cm、厚度0.4cm，而第二可視窗10的尺寸可以為：長度2.6cm、寬度0.2cm、深度0.2cm。

本發明實施例中，由于在蓋板上設置第一可視窗，在底板上設置第二可視窗，因此，可以方便在模擬實驗時的實時觀察。

結合圖1，本發明實施例中，可以在蓋板2和底板3之間設置有密封墊片6，以保證密封效果。

本發明實施例的密封墊片6可以設置有可視窗對應的開口，以方便觀察。

優選地，本發明實施例中的密封墊片6可以采用軟性材料制造而成。

進一步地，結合圖1，本發明實施例中，連通孔11可以為螺紋孔，連通孔11內螺紋連接有螺紋接頭5，螺紋接頭5的頭部可以穿過密封墊片6，并進入到連通槽9中，螺紋接頭5的軸向中空設置，螺紋接頭5可以作為用料的進出口使用。