[发明专利]一种三角洲相储层物理沉积装置

说明书

 

技术领域：

本发明属于模拟三角洲相储层形成的装置，具体涉及的是一种三角洲相储层物理沉积装置。

背景技术：

在河流入海处，特别是在河流含砂量大、海底较浅且比较稳定的地区，常常形成三角洲。三角洲沉积作用是自然界中分布最广的沉积作用之一，三角洲本身是沉积物最重要的堆积场所，三角洲相储层也是最重要的油气储集场所之一。因此，开展三角洲沉积过程、沉积作用及演变规律的实验研究,对进一步揭示其沉积作用的本质，有着非常重要的理论及实际意义。

中国实用新型专利ZL201220070945中介绍了一种用于三角洲相储层物理模拟的装置。该装置包括：实验模拟装置、波浪改造装置和摄像记录装置，由模拟装置模拟三角洲形成过程，有摄像装置记录模拟全过程；并且在水槽的一侧安装波浪改造装置，实验装置可以通过造波机模拟在三角洲形成过程中波浪作用。虽然该专利中的砂箱物理模拟装置能够对沉积过程进行全程拍摄纪录，但是，该专利中的砂箱物理模拟装置并未考虑到科里奥利力对三角洲形成过程的影响，对三角洲形成过程的模拟存在着一定程度的失真。

科里奥利力由法国数学家科里奥利在1835年发现，他为了描述质点在旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，因此命名为科里奥利力。科里奥利力也称为地转偏向力。

在运动于三维空间中旋转的地球上运动的物体，都会受到科里奥利力的作用。如风、海流、南北走向的河流等等，从地面发射火箭时的轨道向西偏，自由坠落的物体却向东偏，包括炮弹弹道的修正都需要科里奥利力。

科里奥利力实质是空间中质点在地球自转条件下的一种相对运动现象。只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在) 科里奥利力，其只能运动物体运动的方向，不能改变物体运动的速率。

在George-Gate的《定性分析地转偏向力》一文从科里奥利力的角度分析得出：对于水平运动的物体，在北半球，其所受的地转偏向力指向运动方向的右手边，在南半球，地转偏向力指向运动方向的左手边；对于在竖直方向运动的物体，无论在哪个半球，若物体竖直向上运动，则地转偏向力指向正西方，若物体竖直向下运动，则地转偏向力指向正东方。对于一个作一般运动的物体，可将其速度分解成竖直方向和水平方向两个分量，分别求出两分速度对应的地转偏向力后对两力求矢量和。

人们发现在由北向南流向的河流里，水的流动引起河床西岸受到冲刷，这被指为河水受到由东指向西的科里奥利力所为。

我国处于北半球，所以本文中所讨论的科里奥里力指的都是指向右手边的力。

当前对三角洲的形成过程的实验研究中，人们尚未将科里奥里力考虑进去。但是本申请的发明人经过理论研究发现，科里奥里力在三角洲的形成过程中不可忽视。三角洲往往形成在大江大河之中，江河中的水流体量很大，而且水面宽度也很宽。由于三角洲形成位置处，江河中的水的落差较小，江水所受到的主要是横向的科里奥里力。

按照流体力学的原理，这种横向的科里奥里力可以向右一直传递，最终作用于江河的右岸。因此，在水体流量较大的江河中，对右岸的冲刷比左岸严重很多，而三角洲的形成也更趋向于靠近受力相对较小的左岸（这种影响的程度尚在进一步研究之中）。

为了尽可能真实地再现三角洲的形成过程，本申请的发明人提出了本发明的沉积装置，其中，添加对科里奥里力的补偿。

发明内容：

本发明的目的是提供一种三角洲相储层物理沉积装置，它用于解决现有的三角洲相储层物理模拟装置在模拟三角洲形成过程时存在一定程度的失真的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种三角洲相储层物理沉积装置包括观察箱、造波装置，观察箱的一个端壁上有入水口，观察箱的另一个端壁上有出水口，造波装置设置观察箱的上游或中游处；造波装置有两个，两个造波装置分别位于观察箱中轴线的两侧，其中第一个造波装置相对靠近观察箱的左侧壁，朝向观察箱的右侧壁倾斜驱动水流；第二个造波装置相对靠近观察箱的右侧壁，朝向观察箱的左侧壁倾斜驱动水流；入水口和出水口均为扁平状的开口，入水口处设置流速流量仪。