[發明專利]一種半密封二維滲流模型及制作方法

有效

• 申請號: 202110270165.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113027431B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 閆建釗;杜永琳;羅曉容;劉曉;楊榮超;孟令箭
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/20
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

一種半密封二維滲流模型及制作方法。包括一個模型主體，其特征在于：所述模型主體采用“三明治”式結構，兩塊尺寸相同的玻璃板位于上、下方向平行放置，在兩塊玻璃板之間，墊放有一圈封閉的硬質海綿條；間隙內分布有高滲帶和泥巖區，泥巖區和硬質海綿條包圍高滲帶；高滲帶有一個區域延伸到靠近硬質海綿條處，高滲帶的這個區域是模型的注入點；高滲帶內的填充物為大顆粒填充物，泥巖區內的填充物為小顆粒填充物；在兩塊玻璃板的四周用C形夾夾緊；模型主體浸泡于水體內。利用本種模型可以真實地模擬油氣水在地層情景下的流動。

技術領域

本發明涉及油氣勘探開發試驗技術領域，特別是涉及一種二維滲流模型及實現方法。

背景技術

二維滲流模型具有直觀可視化的特點，在認識油氣運移聚集成藏機理和注水開發實驗中都有廣泛的應用。目前二維模型的制作方法總體上分為“濕填法”和“干填法”兩大類，《石油穆式運移實驗研究》一文描述了濕填法的操作方法與過程，這類方法中，先將模型三個邊封閉，剩余一個邊敞開，通過敞開邊將模型充滿水，再將顆粒和水混合的漿狀物均勻的填入模型，最后再封閉敞開邊，這類方法的優點是在填充后的模型就是飽和水模型，節省模型飽和步驟，效率比較高，其缺點在于填充過程中顆粒材料在模型中的沉降難以人為干預，因此適合制作均質二維滲流模型。干填法能夠制作復雜的均質模型，這類模型制作方法是先在底板上鋪設邊界約束，再將邊界包圍區域用分隔條分割成不同的區域，在不同的區域填充不同的顆粒材料，從而可以制作非均質二維滲流模型，這類模型制作的關鍵點在于填充顆粒材料的量難于把控，填充不足時，模型移動與飽和水，分割區域會產生變形與破壞，填充過量時，顆粒材料支撐玻璃板，會造成模型密封失敗，因此這類模型制作成功率低。干填法和濕填法制作的二維滲流模型都有固定的注液口和排液口，注入流體從注液口注入，同時模型內被驅替流體從排液口排出，流體在模型內的流動及驅替受排液口和注液口位置的限制和約束，但在實際地層中，只有油相和氣相受毛細管力的約束被限制在高滲帶，而水相內部不存在毛細管力，因此它不但可以在儲層內流動，也能穿越蓋層和隔夾層，這導致當前二維滲流模型中水相的流動區域及方式和實際地層不符。

發明內容

為了解決背景技術中所提到的技術問題，本發明提供了一種半密封二維滲流模型及制作方法,利用該模型可以較為真實地模擬油氣水在地層情景下的流動。

本發明的技術方案是：該種半密封二維滲流模型，包括一個模型主體，其獨特之處在于：所述模型主體采用“三明治”式結構，兩塊尺寸相同的玻璃板位于上、下方向平行放置，在所述兩塊玻璃板之間，墊放有一圈封閉的硬質海綿條；所述兩塊玻璃板的內表面和硬質海綿條共同圍成的間隙內分布有高滲帶和泥巖區，所述泥巖區和硬質海綿條包圍高滲帶；所述高滲帶有一個區域延伸到靠近硬質海綿條處，所述高滲帶的這個區域是模型注入點；所述高滲帶內的填充物為大顆粒填充物，所述泥巖區內的填充物為小顆粒填充物；在所述兩塊玻璃板的四周用C形夾夾緊；

所述模型還包括一個用于實現對模型主體進行半密封的水體，所述模型主體浸泡于所述水體內。

該種半密封二維滲流模型的制作方法，包括以下步驟：

第一步，將下玻璃板平放在桌面上，在下玻璃板的上表面四周固定硬質海綿條；

第二步，根據待模擬的實際地層情況將硬質海綿條圍成的區域用窄膠條分隔，以使得形成高滲帶和泥巖區域；用窄膠條分隔時，高滲帶有一端需要延伸到靠近硬質海綿條，將該處作為模型注入點，但該處距離硬質海綿條不得少于3mm；所用窄膠條的厚度和硬質海綿條厚度相近；

第三步，窄膠條分隔完成后，首先在泥巖區填充模擬泥巖的細小顆粒，抹平壓實后除去盈余顆粒，使得顆粒堆積體上表面和四周的硬質海綿條平齊；

第四步，清除第三步中落于高滲帶內的細小顆粒，填充大顆粒，抹平并壓實；

第五步，清除用于分隔高滲帶和泥巖區域的窄膠條，并用窄膠條兩側粒徑較小的顆粒補充清除窄膠條所留下的縫隙；