一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置

1.本实用新型涉及石油勘探领域，利用一种混合型环氧树脂双层浇筑提供一种可以模拟真实油藏渗流过程的微观驱替模型。

背景技术：

2.随着油田开发的深入研究，驱油机理认识的客观需要，微观驱替模拟方法已成为人们研究微观驱油机理的一种重要手段。而现阶段通常的驱替模型分为孔隙级的玻璃刻蚀模型和岩心级的填砂模型。前者主要用于研究微观驱油机理，后者直接对驱替的宏观波及现象进行描述。岩心级的填砂模型模拟驱替性能良好，立体形状，与真实岩心相似度高，但该物理模拟在驱替过程中，不能进行可视化信息采集和图像分析及图像处理。微观刻蚀模型能够实现可视化，对储层孔隙结构模拟度高，但润湿性等关键参数与真实砂岩还是有一定差距。真实砂岩驱替模型制作过程中，又会遇到流体从砂砾或岩石切片上下方窜流，模型封闭性差等问题。现有模型放入夹持器驱替时，容易造成视野盲区，以及夹持器体积因素导致的图像采集设备难聚焦问题。因此，我们需要一种模型透明、可视性好，润湿性与表面张力接近真实储层，孔隙大小可控的直接驱替微观砂岩模型，来模拟真实油藏渗流过程。

技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置的新制备。提供了一种新型、有效、稳定的可视化微观驱替模型及制作。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置，包括轴向夹持器、支架、有机高透玻璃板、双开口管柱，以及底座；底座为圆形结构，紧密贴合圆柱，四角设有四个螺纹孔；双开口管柱和底座对齐，通过螺栓连接，形成装载混合型环氧树脂的开口容器，从下到上依次叠加放置混合环氧树脂胶，附着砂砾或岩石切片的有机高透玻璃板，支架，上层环氧树脂胶；依靠轴向夹持器压紧固定，放置烘箱凝固。
6.进一步的，所述混合型环氧树脂选择了一种高透明混合型环氧树脂作为灌封胶；按3：1比例混合a、b型环氧树脂胶，均匀缓慢搅拌，尽量避免气泡产生。搅拌后的胶体还残余微量不可消除的气泡，利用抽真空抽取残余气泡。
7.进一步的，所述底座为圆形结构，紧密贴合圆柱，四角设有四个螺纹孔。
8.进一步的，所述双开口管柱存在对称的两条细长竖缝，方便导流管的插入，及上下活动，作为驱替入口通道以及驱替出口通道，避免了倒入第一层胶体引起的高度误差。
9.进一步的，所述双开口管柱和底座对齐，通过螺栓连接，形成可装载混合型环氧树脂、玻璃片和支架的开口容器，将混合好的环氧树脂胶，倒入开口容器，作为驱替模型的第一层，高度为双开口管柱竖缝的1/2位置，胶体凝固前可用胶带简单封住，防止环氧树脂从细长裂缝中流出。
10.进一步的，所述玻璃片为尺寸3cm
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3cm的有机高透玻璃板，板上均匀涂上一定厚度混合后的环氧树脂并铺满砂砾或岩石切片，倒置在固化的第一层胶体上，并将支架置于有机高透玻璃板上，给予一定压力，使胶与砂砾或岩石切片完全贴合。
11.进一步的，所述混合后的环氧树脂，在常温下放置6-8h，或60℃放置2小时，微稠时，缓慢倒入模具至完全覆盖有机高透玻璃板，形成驱替用可视化双层浇筑模型。
12.进一步的，所述驱替用可视化双层浇筑模型，依靠轴向夹持器压紧固定，并取下底座，旋紧夹持器脱模。
13.本实用新型具有以下有益效果：
14.1、本实用新型制得模型透明、可视性好，润湿性与表面张力接近真实储层。通过微观显微镜，可以清楚的观察驱替过程中附着在颗粒表面的原油分散、剥落等渗流过程。
15.2、通过双开口管柱和底座对齐，通过螺栓连接的密封，与开口容器相比，本实用新型结构简单，拆装方便，易于脱模。
16.3、脱模后的二维平板模型，自带导流通道，能直接连接油水管线，接入泵进行驱替。无需放入夹持器，造成视野盲区。直接驱替避免了夹持器体积因素导致的图像采集设备难聚焦问题。
17.4、通过双层浇筑，便于在固化后的第一层胶体上提前倒扣放置导流通道以及岩样玻片，然后再进行第二次浇筑，防止胶体堵塞孔喉通道和上下层密封不严谨引起的窜流等问题。
18.5、通过微观砂岩模型，其孔隙几何形态和尺寸更接近储层孔隙结构，与玻璃刻蚀相比，润湿性等关键参数与真实砂岩更接近。孔隙大小可控，真实反应油藏渗流过程。
附图说明
19.图1是浇筑可视化微观驱替模型模具图
20.图2是轴向夹持器图，包括螺钉压紧支架和压紧螺钉
21.图3是用于装载环氧树脂的开口容器图，由上至下分别为双开口管柱，底座，导流通道
22.图4是有机高透玻璃板和承压支架图
23.图5是驱替模型俯视图
24.图6是双层透明环氧树脂胶图
具体实施方式
25.为了充分了解本实用新型的目的及制备新方法,通过下述具体实施方式，结合附图对本实用新型作详细说明。
26.步骤1：组装模具
27.该模具包含有轴向夹持器、支架、有机高透玻璃板、双开口管柱，以及底座。在进行可视化驱油实验之前，需要对可视化模型部件进行彻底的清理。首先组装3-1底座以及3-3双开口管柱，将双开口管柱和底座对齐，通过螺栓连接，形成装载混合型环氧树脂的开口容器。
28.步骤2：将混合好的混合型环氧树脂胶体倒入开口容器，5mm高。高度为双开口管柱
竖缝的 1/2位置，胶体凝固前可用胶带简单封住，防止第一层环氧树脂从细长裂缝中流出。
29.步骤3：在4-1，3cm
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3cm的有机高透玻璃板上，均匀的涂上一层厚度小于1/5沙砾粒径的混合后的胶体。均匀的铺上一层120目的砂砾。放入烘箱凝固。将干燥铺满砂砾或岩石切片的有机高透玻璃板，倒置在步骤2固化的第一层成胶模型上。
30.步骤4：将4-2支架置于模具上，用2-1螺钉压紧支架和2-2压紧螺钉组合成图2轴向夹持器旋紧，给予一定压力，使胶与砂砾或岩石切片完全贴合。
31.步骤5：从双开口管柱开口处，3-2导流通道，插入对称的两枚导流管于胶体与砂砾或岩石切片之间，作为预留进液口与出液口通道。
32.步骤6：把步骤2混合制得的混合环氧树脂，在常温下放置6-8h，或60℃放置2小时，微稠时，缓慢倒入模具至完全覆盖有机高透玻璃板，约5mm高，作为第二层。放置烘箱固化。
33.步骤7：待胶体凝固，打开底座螺栓，取下底座，拔掉双开口管柱的预留导流通道，通过继续向下拧动2-2压紧螺钉，使模型从下部脱落，得到混合型环氧树脂浇筑可视化微观驱替模型，模型包括4-1有机高透玻璃板，6-1下层透明环氧树脂胶和6-2透明上层环氧树脂胶。
34.步骤8：准备好可视化模型后，将其水平接入isco泵管线，以最小化重力的影响。
35.步骤9：将氮气以0.5mpa的压力注入整个系统，维持5min，在不损伤微观可视化模型条件下进行气密性测试。
36.可视化微观驱替模型的物理性质和流体的注入参数如表所示。
37.根据实验经验，为了得到更好的实验结果，选择了合适的注入速度0.05ml/min。储层温度控制在45℃。
38.步骤10：用isco泵将制备好的地层水以恒体积流量(0.05ml/min)注入可视化模型，直至水从出口稳定流出，用物质平衡法得到模型孔隙率；将稠油以恒定体积流量(0.05ml/min)注入模型，直至流出的流体仅为原油，得到了地层含水饱和度，建立了地层含水饱和度条件。
39.步骤11：利用微观驱替模型进行数据采集和图像分析及图像处理，研究微观驱油机理。
40.微观驱替模型的物理性质和流体的注入参数
[0041][0042]
以上所述，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置，其特征在于，模型制作装置包括轴向夹持器、支架、有机高透玻璃板、双开口管柱，以及底座；底座为圆形结构，紧密贴合圆柱，四角设有四个螺纹孔；双开口管柱和底座对齐，通过螺栓连接，形成装载混合型环氧树脂、有机高透玻璃板和支架的开口容器；容器内各部分依靠轴向夹持器压紧固定。2.根据权利要求1所述的一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置，其特征在于，所述双开口管柱存在对称的两条细长竖缝，竖缝宽度1mm，长度1cm；方便导流针管的插入及上下活动，作为可视化双层浇筑模型驱替入口通道以及驱替出口通道，避免倒入第一层胶体引起的高度误差。3.根据权利要求1所述的一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置，其特征在于，开口容器内装载尺寸为3cm
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3cm的有机高透玻璃板，玻璃板上附着一层按孔隙度和渗透率要求选择的砂砾或岩石切片，倒置在第一层环氧树脂上，并将支架置于有机高透玻璃板上。

技术总结

本实用新型公开一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置，驱替模型制作包括轴向夹持器、支架、有机高透玻璃板、双开口管柱，以及底座。通过浇筑第一层混合型环氧树脂，按孔隙及渗透率要求选取不同目数砂砾或岩石切片平铺在内置有机高透玻璃板上，固化后二次浇筑，最终得到一种驱替用可视化双层浇筑模型制作装置。本实用新型得到一种模型透明度高、可视性好，岩石粒径及孔隙大小可控的微观砂岩模型。通过在模型上直接接入管线进行注入水、聚合物等驱替溶液，观察附着在颗粒表面的原油分散、剥落，以及形成流动性强的球形O/W乳液，来模拟真实油藏多孔介质微观渗流过程。真实油藏多孔介质微观渗流过程。真实油藏多孔介质微观渗流过程。