[發明專利]一種人造微觀仿真物理模型及制作方法

有效

• 申請號: 201410153168.6
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103954622B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 周彥霞;盧祥國;謝坤;曹豹;牛麗偉;劉保君;劉承婷;王繼剛;單五一
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司23115
• 代理人: 馬長嬌

技術領域

本發明涉及一種在微觀驅油過程中使用的高度清晰成像的人造微觀仿真物理模型及制作方法，適用于各種微觀驅油機理的探究。

背景技術

微觀模型可見技術是80年代發展起來的一種先進的實驗技術，它不僅能模擬真實地層的孔隙結構特征，而且能使研究者直觀觀察固體和液體在多孔介質內的運動狀況，因此微觀模型可見技術廣泛用于混相驅、聚合物驅、活性劑驅等驅油機理和驅替效率的研究，以及地層損害的機理研究。目前，微觀模型的種類研發很多，但石英砂膠結后能夠高度清晰成像的微觀模型文獻報道很少。現有的玻璃刻蝕模型，不能模擬地層的真實空隙結構；有的微觀模型是用全直徑巖心磨成很薄的薄片,用兩塊玻璃夾住,并用橡膠把模型薄片周圍粘結起來，這種模型切割難度很大，其次承壓能力很小，流體容易沿玻璃片串流；有的微觀模型是用環氧樹脂膠結制作，這種模型制作復雜，而且體積較大，基質不透光，顯微鏡成像清晰度不高。這些微觀模型在實驗過程中都存在不能很好地顯示流體在多孔介質的真實運移情況的問題。?

發明內容

為了在顯微鏡下清晰成像，更準確的模擬地層的孔隙結構，本發明提供了一種在微觀驅油過程中使用的高度清晰成像的人造微觀仿真物理模型及制作方法。

該微觀仿真物理模型的具體制作方法本如下：

1）預先準備好兩種不同粒徑的石英砂各一份；

2）截取兩塊相同大小的透明有機玻璃，其中一塊對角鉆孔；

3）在兩塊有機玻璃中心都均勻涂上紫外光固化膠，鉆孔的有機玻璃撒上一薄層預先準備好的大粒徑石英砂，作為基質巖心，防止巖心中流體沿有機玻璃板串流；未鉆孔的有機玻璃撒上一薄層預先準備好的小粒徑的石英砂，模擬地層孔隙度，保證顯微鏡下一定孔吼的巖石孔隙能夠清晰可見。

4）將兩塊有機玻璃分別置于凝膠硬化燈中，進行紫外光固化膠固化至石英砂膠結完好；

5）將兩塊有機玻璃從凝膠硬化燈中取出，四角相對，用密封劑黏合在一起，確保密封完好；

6）在有機玻璃上鉆孔的位置鑲好閥門，確保密封完好。

所述步驟2）中所用有機玻璃的大小為8cm×8cm×0.8cm。

上述步驟3）中所述的大粒徑石英砂為80目；?小粒徑石英砂為100目。

所述步驟3）中所涂紫外光固化膠面積為4cm×4cm。

所述步驟4）中紫外光固化膠的固化時間為10~20分鐘。

利用上述方法制作的人造微觀仿真物理模型，包括兩塊透明有機玻璃板，上述的兩塊透明有機玻璃板相對內側中間區域涂有紫外光固化膠，兩紫外光固化膠層間夾粘石英砂層，所述的石英砂層四周邊置有密封劑并與兩塊透明有機玻璃板間密封。

上述的石英砂層由大粒徑石英砂層與小粒徑石英砂層組成，且對應大粒徑石英砂側的透明有機玻璃板上斜對角鉆孔。

本發明的有益效果是：與現有方法比較，本發明具有以下優點：（1）石英砂的膠結可以準確模擬地層孔隙度；（2）頂部和底部透光性好，顯微成像清晰度高；（3）巖心重復性好。

附圖說明

??圖1為本發明所述的人造微觀仿真物理模型的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；???????

圖3為對微觀仿真物理模型進行試驗的設備；

圖4為水驅開始的動態圖像；

圖5為水驅結束的動態圖像；

圖6?為開始注微球的動態圖像；

圖7為?微球封堵大孔道的動態圖像；

圖8?為大孔道封堵后液流開始轉向的動態圖像；

圖9?為大孔道封堵后液流轉向完畢的動態圖像。

圖中?1-透明有機玻璃板，2-石英砂層，3-紫外光固化膠，4-密封擠，5-孔，6-體視顯微鏡，7-微觀仿真物理模型，8-中間容器，9-精密平流泵，10-圖像采集與處理系統。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1所示為人造微觀仿真物理模型，包括兩塊透明有機玻璃板1，上述的兩塊透明有機玻璃板1相對內側中間區域涂有紫外光固化膠3，兩紫外光固化膠層間夾粘石英砂層2，所述的石英砂層2四周邊置有密封劑4，并與兩塊透明有機玻璃板間密封。上述的石英砂層2由大粒徑石英砂層與小粒徑石英砂層組成，且對應小粒徑石英砂側的透明有機玻璃板上斜對角鉆孔5，具體結構如圖1及圖2所示。

上述人造微觀仿真物理模型的具體制作方法如下：

1）預先準備好兩種不同粒徑的石英砂各一份；

2）截取兩塊相同大小的透明有機玻璃，其中一塊對角鉆孔；