[发明专利]二维微观可视化模拟实验装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发实验技术领域，尤其涉及二维微观可视化模拟实验装置及其使用 方法。

背景技术

二维微观可视化模拟实验是精确表征不同开发方式下油层多孔介质中的流体微观渗 流特征，揭示不同开发方式的微观驱油机理的重要技术手段。随着注入流体越来越复杂 （如：蒸汽、化学剂、凝析气体、非凝析气体等），以及注入的油藏对象越来越复杂，对 于二维可视化微观模拟实验提出了新的要求，包括：1）能够表征微观仿真透明孔隙模型 内流体的垂向渗流特征及驱油机理；2）能够表征任意倾角微观仿真透明孔隙模型内流体 的平面渗流特征及驱油机理。

专利CN201273903提出了一种高温高压微观实验夹持器，专利CN200985788提出了 一种高温高压玻璃微观模型夹持器，该两个专利的优点均在于可以在较长时间、较高压力 和较高温度下利用微观仿真透明孔隙模型进行二维微观可视化实验，并利用显微镜、摄像 头、显示器和刻录机对微观渗流过程进行图像视频采集和后期处理分析。但专利 CN201273903的不足之处在于，由于高温高压微观实验夹持器固定在显微镜底座上，因此 夹持器不具备按任意倾角的旋转功能，只能用于水平微观仿真透明孔隙模型内的平面渗流 模拟实验；而专利CN200985788的不足之处在于，仅说明了夹持器的模型床体底座与夹持 器其它部件之间的结构关系，未说明夹持器是否具备任意倾角旋转功能及实现该功能的部 件组成。以上两个专利的技术方案中均未详细说明采用何种技术手段来实现油层内流体的 垂向渗流及任意倾角油层内流体的平面渗流模拟实验。

发明内容

本发明实施例提供一种二维微观可视化模拟实验装置，用以表征微观仿真透明孔隙模 型内流体的垂向渗流特征及驱油机理，以及任意倾角微观仿真透明孔隙模型内流体的平面 渗流特征及驱油机理，该装置包括：

成像系统、驱替系统和模型倾角控制系统；其中：

成像系统包括：显微镜1、发光二极管LED强光源3、第一螺栓7、显微镜横梁8、立 柱9、第一凹槽10、移动平台11和计算机16；驱替系统包括：高温高压微观实验夹持器 2、回压阀17、驱替泵18和手动泵19；模型倾角控制系统包括：模型半圆形支架4、半圆 形刻度盘5、模型底座6、第二螺栓12、第三螺栓13、第二凹槽14、第三凹槽15、滚珠 轴承20；

显微镜1固定在显微镜横梁8上，显微镜横梁8通过第一凹槽10内能够滑动的第一 螺栓7固定在立柱9上；显微镜1与计算机16通过数据线连接；立柱9垂直固定在移动 平台11上；第一螺栓7通过在第一凹槽10内上下滑动并固定显微镜横梁8改变显微镜1 的倾角；显微镜1位于高温高压微观实验夹持器2的第一侧，用于显示和摄录高温高压微 观实验夹持器2内微观仿真透明孔隙模型内流体的流动过程；LED强光源3位于高温高压 微观实验夹持器2的第二侧，用于向微观仿真透明孔隙模型提供光源；计算机16用于存 储显微镜1拍摄到的图像、视频以及驱替泵18、手动泵19和回压阀17的压力和流量数据；

回压阀17、驱替泵18和手动泵19通过管线连接到高温高压微观实验夹持器2；高温 高压微观实验夹持器2采用电加热保持恒温，腔体内水平方向密封固定微观仿真透明孔隙 模型；微观仿真透明孔隙模型上下用高压钢化透明玻璃密封，沿对角线设置入口和出口， 与高温高压微观实验夹持器2的入口和出口形成密封通道；驱替泵18用于向微观仿真透 明孔隙模型中注入驱替剂；手动泵19用于为高温高压微观实验夹持器2提供围压；回压 阀17用于控制微观仿真透明孔隙模型的回压；

高温高压微观实验夹持器2和LED强光源3固定于模型半圆形支架4内；模型半圆形 支架4的第一侧设半圆形的第二凹槽14，半圆形刻度盘5的第一侧设半圆形的第三凹槽 15，模型半圆形支架4的第一侧与半圆形刻度盘5的第一侧为同侧；第二凹槽14中左右 两侧对称设有两个能够沿第二凹槽14滑动的第二螺栓12，第三凹槽15中左右两侧对称设 有两个能够沿着第三凹槽15滑动的第三螺栓13；模型半圆形支架4通过第二螺栓12固定 在模型底座6上，半圆形刻度盘5通过第三螺栓13固定在模型底座6上；模型半圆形支 架4与半圆形刻度盘5为同轴的半圆形轴体，模型半圆形支架4与半圆形刻度盘5之间通 过接触的缝隙中滚珠轴承20相连接。

一个实施例中，模型半圆形支架4旋转90°时，高温高压微观实验夹持器2内的微观 仿真透明孔隙模型为垂直竖立。