[发明专利]一种人造微观仿真物理模型及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在微观驱油过程中使用的高度清晰成像的人造微观仿真物理模型及制作方法，适用于各种微观驱油机理的探究。

背景技术

微观模型可见技术是80年代发展起来的一种先进的实验技术，它不仅能模拟真实地层的孔隙结构特征，而且能使研究者直观观察固体和液体在多孔介质内的运动状况，因此微观模型可见技术广泛用于混相驱、聚合物驱、活性剂驱等驱油机理和驱替效率的研究，以及地层损害的机理研究。目前，微观模型的种类研发很多，但石英砂胶结后能够高度清晰成像的微观模型文献报道很少。现有的玻璃刻蚀模型，不能模拟地层的真实空隙结构；有的微观模型是用全直径岩心磨成很薄的薄片,用两块玻璃夹住,并用橡胶把模型薄片周围粘结起来，这种模型切割难度很大，其次承压能力很小，流体容易沿玻璃片串流；有的微观模型是用环氧树脂胶结制作，这种模型制作复杂，而且体积较大，基质不透光，显微镜成像清晰度不高。这些微观模型在实验过程中都存在不能很好地显示流体在多孔介质的真实运移情况的问题。 

发明内容

为了在显微镜下清晰成像，更准确的模拟地层的孔隙结构，本发明提供了一种在微观驱油过程中使用的高度清晰成像的人造微观仿真物理模型及制作方法。

该微观仿真物理模型的具体制作方法本如下：

1）预先准备好两种不同粒径的石英砂各一份；

2）截取两块相同大小的透明有机玻璃，其中一块对角钻孔；

3）在两块有机玻璃中心都均匀涂上紫外光固化胶，钻孔的有机玻璃撒上一薄层预先准备好的大粒径石英砂，作为基质岩心，防止岩心中流体沿有机玻璃板串流；未钻孔的有机玻璃撒上一薄层预先准备好的小粒径的石英砂，模拟地层孔隙度，保证显微镜下一定孔吼的岩石孔隙能够清晰可见。

4）将两块有机玻璃分别置于凝胶硬化灯中，进行紫外光固化胶固化至石英砂胶结完好；

5）将两块有机玻璃从凝胶硬化灯中取出，四角相对，用密封剂黏合在一起，确保密封完好；

6）在有机玻璃上钻孔的位置镶好阀门，确保密封完好。

所述步骤2）中所用有机玻璃的大小为8cm×8cm×0.8cm。

上述步骤3）中所述的大粒径石英砂为80目； 小粒径石英砂为100目。

所述步骤3）中所涂紫外光固化胶面积为4cm×4cm。

所述步骤4）中紫外光固化胶的固化时间为10~20分钟。

利用上述方法制作的人造微观仿真物理模型，包括两块透明有机玻璃板，上述的两块透明有机玻璃板相对内侧中间区域涂有紫外光固化胶，两紫外光固化胶层间夹粘石英砂层，所述的石英砂层四周边置有密封剂并与两块透明有机玻璃板间密封。

上述的石英砂层由大粒径石英砂层与小粒径石英砂层组成，且对应大粒径石英砂侧的透明有机玻璃板上斜对角钻孔。

本发明的有益效果是：与现有方法比较，本发明具有以下优点：（1）石英砂的胶结可以准确模拟地层孔隙度；（2）顶部和底部透光性好，显微成像清晰度高；（3）岩心重复性好。

附图说明

  图1为本发明所述的人造微观仿真物理模型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；       

图3为对微观仿真物理模型进行试验的设备；

图4为水驱开始的动态图像；

图5为水驱结束的动态图像；

图6 为开始注微球的动态图像；

图7为 微球封堵大孔道的动态图像；

图8 为大孔道封堵后液流开始转向的动态图像；

图9 为大孔道封堵后液流转向完毕的动态图像。

图中 1-透明有机玻璃板，2-石英砂层，3-紫外光固化胶，4-密封挤，5-孔，6-体视显微镜，7-微观仿真物理模型，8-中间容器，9-精密平流泵，10-图像采集与处理系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1所示为人造微观仿真物理模型，包括两块透明有机玻璃板1，上述的两块透明有机玻璃板1相对内侧中间区域涂有紫外光固化胶3，两紫外光固化胶层间夹粘石英砂层2，所述的石英砂层2四周边置有密封剂4，并与两块透明有机玻璃板间密封。上述的石英砂层2由大粒径石英砂层与小粒径石英砂层组成，且对应小粒径石英砂侧的透明有机玻璃板上斜对角钻孔5，具体结构如图1及图2所示。

上述人造微观仿真物理模型的具体制作方法如下：

1）预先准备好两种不同粒径的石英砂各一份；

2）截取两块相同大小的透明有机玻璃，其中一块对角钻孔；