[發(fā)明專利]一種油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611177733.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN106855499A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李實(shí);陳興隆;張娜;張可;韓海水;俞宏偉;姬澤敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/01
• 分類號(hào): G01N21/01;G09B25/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮,沈金輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種顯微觀察方法及裝置，尤其涉及一種油藏條件下的光學(xué)顯微觀察方法和裝置，屬于石油開發(fā)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微觀可視化實(shí)驗(yàn)是油藏開發(fā)實(shí)驗(yàn)技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目。利用玻璃可視模型的透明特點(diǎn)，可以觀察到刻蝕孔道內(nèi)流體的流動(dòng)現(xiàn)象，為科學(xué)分析奠定基礎(chǔ)。

目前，微觀可視化水平向微小孔隙和高壓高溫方向發(fā)展，同時(shí)也對(duì)觀察技術(shù)提出挑戰(zhàn)。觀察方法遇到了兩個(gè)難以突破的問題：一是微小直徑的孔隙要求光學(xué)物鏡的物距越來越小，這與模型必須具備的耐壓耐溫特點(diǎn)相矛盾；二是目前的光學(xué)觀察系統(tǒng)僅滿足常溫常壓的工作條件，尚無法適應(yīng)高壓高溫的油藏條件。

現(xiàn)有微觀可視化實(shí)驗(yàn)方法是物理模型與觀察系統(tǒng)分離，如圖1所示。在直徑5cm視野，壓力15MPa條件下，光學(xué)觀察系統(tǒng)僅能對(duì)直徑20微米的孔隙進(jìn)行觀察，但內(nèi)部流體邊界等細(xì)節(jié)仍不清晰。而觀察10微米孔道只能在常壓條件下進(jìn)行，這與石油開發(fā)的高溫高壓條件相距甚遠(yuǎn)。隨著刻蝕技術(shù)的發(fā)展，在玻璃上化學(xué)法刻蝕的孔道直徑已可控制在2微米，為更深入的機(jī)理研究創(chuàng)造了條件，因而觀察方法的制約矛盾越來越凸顯出來。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于油藏條件(室溫-90℃、0MPa-30MPa)的光學(xué)顯微觀察裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置，該油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置包括：外模型、圖像采集設(shè)備、觀察設(shè)備、玻璃可視模型、載物臺(tái)、分析設(shè)備和驅(qū)替設(shè)備；

其中，圖像采集設(shè)備與分析設(shè)備連接、載物臺(tái)與驅(qū)替設(shè)備連接；

觀察設(shè)備設(shè)置在外模型的內(nèi)部，分析設(shè)備和驅(qū)替設(shè)備設(shè)置在外模型的外部；

圖像采集設(shè)備設(shè)置在外模型的外部；

載物臺(tái)設(shè)置在外模型的內(nèi)部，載物臺(tái)載放玻璃可視模型；

外模型包括筒體、上端蓋和下端蓋，上端蓋和下端蓋均設(shè)置有可視窗，上端蓋和下端蓋均分布有流體出入口；

載物臺(tái)包括橫向調(diào)節(jié)單元、縱向調(diào)節(jié)單元。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，玻璃可視模型、分析設(shè)備和驅(qū)替設(shè)備與現(xiàn)有的設(shè)備和模型相同，這里不再贅述。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，優(yōu)選地，圖像采集設(shè)備包括照相機(jī)，觀察設(shè)備包括物鏡，圖像采集設(shè)備或觀察設(shè)備還包括目鏡。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，優(yōu)選地，該油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置還包括物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)設(shè)置在玻璃可視模型和上端蓋玻璃窗之間，物鏡與玻璃窗中心同軸。物鏡放置在托環(huán)內(nèi)(無連接)，當(dāng)物鏡下移接觸玻璃可視模型的表面時(shí)，托環(huán)將與物鏡脫離，避免對(duì)物鏡施加壓力，損傷物鏡或玻璃可視模型。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，優(yōu)選地，物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)包括物鏡托環(huán)、步進(jìn)電機(jī)、齒條、連接臂、滑道和固定柱；其中，物鏡托環(huán)通過連接臂與齒條連接，步進(jìn)電機(jī)和齒條均固定在滑道上，滑道與固定柱連接。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，固定柱與上端蓋內(nèi)壁連接緊固。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，優(yōu)選地，載物臺(tái)設(shè)置有固定板，固定板的中間設(shè)置有孔；孔的孔徑可完全覆蓋玻璃可視模型的中心區(qū)域。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，優(yōu)選地，外模型的上端蓋、下端蓋與筒體間由O型圈密封，并用螺栓緊固。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，優(yōu)選地，外模型的上端蓋和下端蓋上均設(shè)置有通孔。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，外模型的上端蓋和下端蓋上的通孔，用于通過管線，螺絲和閥門等。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，外模型的筒體上有2個(gè)孔，用于連接管線，起到連接玻璃模型和提供圍壓等作用；

上端蓋上有2個(gè)管線的通孔，起到連接玻璃模型和提供圍壓等作用；

上端蓋還分布了6個(gè)螺絲孔，用于固定觀察設(shè)備和模型等；

上端蓋的中間設(shè)置有厚度小于3cm的原板耐壓玻璃，物鏡、目鏡及工業(yè)相機(jī)之間的光線由此通過。

下端蓋上有2個(gè)管線的通孔，起到連接玻璃模型或提供圍壓等作用；

下端蓋的中間設(shè)置有厚度小于3cm的原板耐壓玻璃，外部光源由此對(duì)玻璃模型進(jìn)行照射。

在本發(fā)明的油藏條件下分離式光學(xué)顯微觀察裝置中，成像設(shè)備包括圖像采集設(shè)備、觀察設(shè)備，具體包括目鏡、可調(diào)式鏡筒和工業(yè)相機(jī)等，目鏡將物鏡所形成的圖像再放大后在工業(yè)相機(jī)CCD屏成像。