[发明专利]微观驱油可视化模型的观测装置及观测方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发实验技术领域，尤其涉及一种微观驱油可视化模型的观测装置及观测方法。

背景技术

出于对各种驱油机理认识的客观需要，微观驱油物理模拟已成为人们研究微观驱油机理的重要手段。

可视化模型可以获得更为直观的多层砂岩油藏水驱油渗流特征和机理，结合实际油藏地质特征，进行不同注水方式、不同注水速度的水驱油实验，考察不同注水方式、不同注入速度对水驱油效率的影响，以及水驱油过程中的油水运动分布特征。它既验证了对驱油机理的各种设想，又指导人们研究各种提高石油采收率的方法和技术。通常的微观模型分为孔隙级的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，后者主要用于直接驱替的宏观波及现象。

为了更加直观清晰的观测微观驱油机理，通常使用高倍物镜观测可视化模型，因此需要较为充足的光源。观测可视化模型时，通常采取侧立和平放两种方式，对应不同的结构，下面分别对现有的微观驱油可视化模型的观测装置及其原理进行说明。

图1是现有技术的侧立模型的结构示意图，如图1所示，侧立模型包括：光源100、模型观测区设备200和观测设备300。光源100包括：灯罩101、灯管102、反射罩103、上挡光板104、下挡光板105和光强遮挡调节板106，从灯管102发出的光经过反射罩103反射成为散色光(上挡光板104和下挡光板105可以减少光的发散，尽量将光集中)，散色光经过光强遮挡调节板106，透过光线投射玻璃窗202进入模型观测区设备200。通过调整光强遮挡调节板106的透光率，使得到达可视化模型204(包括待观测物体和将其密封的玻璃模型，待观测物体可以是岩石薄片或者玻璃腐蚀的孔道)的光保持在合适的亮度范围。观测设备300包括物镜301，模型观测区设备200包括：外壳201、光线投射玻璃窗202、观察玻璃窗203以及可视化模型204，外壳201内充满围压液，光线投射玻璃窗202与观察玻璃窗203分别设置在外壳201的对侧，可视化模型204放置在外壳201内部的目标观测区域内，设置在两个玻璃窗之间。光源100发出的散色光通过玻璃窗和围压液进入可视化模型204，玻璃窗面积为70cm²，与玻璃窗接触的模型外壁厚度2cm以上。由于正面(如图1中物镜所在的一侧)有观测设备300的阻挡，光源无法有效照射，只能采用背光照射的方式(即在物镜对侧进行光照)利用透射光观察。对于侧立放置的模型，可使用高光强的光源，如镝灯，功率为1200kW，但是受光源物理尺寸及玻璃窗结构的限制，单独提高光源功率的方法已接近极限。

图2是现有技术的平放模型的结构示意图，如图2所示，平放模型包括：光源100、模型观测区设备200和观测设备300，其中，观测设备300与侧立模型不同，平放模型的观测设备300可以是显微镜，包括底座301、支架302、高度调节器303、高精细调节轨304(用于调焦)、镜头托架305和镜头306。由于受结构的限制，对于水平放置的模型，光源100只能使用显微镜自带的光源，自带光源位于显微镜的底座，由电缆307为其供电，自带光源的功率不高于200W，因此，光源强度往往无法达到高放大倍数的要求。此外，现有的如图1和图2所示的两侧开玻璃窗的模型，在满足耐压要求的前提下，其厚度较大，使用普通显微镜观察时，物镜的物距d受到限制，显微镜高度调节器功能受限(可调的距离如图2中h所示)，更换物镜不方便，限制了显微镜观察能力的发挥。

由此可见，对于现有的可视化模型的观测装置而言，透射光受玻璃窗、围压液的两重阻碍，光强有一定程度降低；且模型的金属内壁对透射光产生局部反射，干扰观测设备。受光源物理尺寸及玻璃窗结构的限制，光学性能存在极限值，光源强度往往达不到高放大倍数的要求。现有的观测装置整体结构，采取平放方式进行观测时，物镜镜头与模型观测区设备上端的距离h较小，不利于调焦和更换镜头。

发明内容

本发明提供了一种微观驱油可视化模型的观测装置及观测方法，以至少解决现有技术中的可视化模型观测装置的光源强度低，更换物镜不方便的问题。