[發明專利]模擬不同充填狀態溶洞的方法與物理模擬試驗系統

在審

• 申請號: 202010117581.2
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN113376354A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 呂心瑞;孫建芳;丁炎志;張強勇;鄔興威;魏荷花;李紅凱;韓科龍;解麗慧
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

1.一種模擬不同充填狀態溶洞的方法，其特征在于，包括：

根據目標溶洞形狀采用受控抗壓材料制作相同形狀的溶洞模擬體，所述受控抗壓材料為受控能夠進行固相與液相相互轉換的材料；

制作包裹所述溶洞模擬體的模型體，由所述溶洞模擬體在所述模型體內形成的空腔模擬所述目標溶洞。

2.根據權利要求1所述的模擬不同充填狀態溶洞的方法，其特征在于，在制作包裹所述溶洞模擬體的模型體操作中，具體包括操作：

采用分層壓實法制作地質體模擬層，在所述地質體模擬層上根據所述溶洞模擬體的形狀挖出一個用于容納所述溶洞模擬體的槽體結構，將所述溶洞模擬體放置于所述槽體結構中后，再將所述溶洞模擬體的周邊采用分層壓實法制作溶洞圍巖模擬層直至埋沒所述溶洞模擬體。

3.根據權利要求2所述的模擬不同充填狀態溶洞的方法，其特征在于，所述溶洞模擬體包括：

結構體，其由固化的受控抗壓材料制成；

柔性隔離材料，其包裹所述結構體；以及

中空管，其連接所述結構體以用于所述受控抗壓材料的移除和/或供熱介質的注入。

4.根據權利要求3所述的模擬不同充填狀態溶洞的方法，其特征在于，包括：

所述柔性隔離材料為聚氯乙烯膜；

在所述溶洞圍巖模擬層制作完成后，對所述受控抗壓材料進行控制使其熔化，將熔化的所述受控抗壓材料從所述模型體中取出形成所述空腔，以用于模擬無充填溶洞或固體充填溶洞。

5.根據權利要求2所述的模擬不同充填狀態溶洞的方法，其特征在于，包括：

向所述空腔中填充固體介質，其中，若向所述空腔中填充的介質的總量小于所述空腔的容量，則在所述溶洞圍巖模擬層上設置柔性隔離材料，用于覆蓋所述空腔的開口。

6.根據權利要求3所述的模擬不同充填狀態溶洞的方法，其特征在于，包括：

在將所述溶洞模擬體從所述模型體中取出形成所述空腔后，在所述溶洞圍巖模擬層上采用分層壓實法制作上覆地模擬層。

7.根據權利要求3所述的模擬不同充填狀態溶洞的方法，其特征在于，包括：

所述柔性隔離材料為硅膠袋，在所述溶洞圍巖模擬層制作完成后，在所述溶洞圍巖模擬層上采用分層壓實法制作上覆地模擬層；

對所述溶洞模擬體進行控制使其熔化，向所述硅膠帶充入流體，用于模擬水或石油充填溶洞時溶洞內部具有壓力的情況。

8.一種模擬不同充填狀態溶洞的物理模擬試驗系統，其特征在于，包括：

模型體；

溶洞模擬體，所述溶洞模擬體由受控抗壓材料制成，所述溶洞模擬體的形狀與目標溶洞形狀相同，所述受控抗壓材料為受控能夠進行固相與液相相互轉換的材料；

空腔，其由所述溶洞模擬體于所述模型體中熔化后形成。

9.根據權利要求8所述的模擬不同充填狀態溶洞的物理模擬試驗系統，其特征在于，包括：

所述溶洞模擬體包括有中空管以及能夠熔化的結構體，于所述結構體的外側包裹有柔性隔離材料，所述中空管與所述結構體連接、用于所述受控抗壓材料的移除和/或供熱介質的注入。

10.根據權利要求9所述的模擬不同充填狀態溶洞的物理模擬試驗系統，其特征在于，包括：

所述結構體為冰，或，所述結構體為固態蠟；以及

所述柔性隔離材料為聚氯乙烯隔離膜，或，所述柔性隔離材料為硅膠袋。

11.根據權利要求8至10任一項所述的模擬不同充填狀態溶洞的物理模擬試驗系統，其特征在于，還包括：

試驗臺架，所述試驗臺架具有試驗腔，所述模型體設置于所述試驗腔內。