[实用新型]多圈闭油气差异聚集实验模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气成藏的实验模拟装置，具体地说，涉及一种实验压力可控下的多圈闭油气成藏物理模拟装置，通过改变模型充填砂体物性、模型倾角和充注压力的变化，从而示踪油气在地下通过多圈闭时的油气运移路径和运移过程。

背景技术

油气在地下的聚集是在圈闭中发生的，因此油气在圈闭里的聚集过程是油气成藏机理的核心内容。聚集了可供工业规模开采的圈闭即是油气藏，油气藏是油气勘探和开发的目标，因此圈闭和圈闭的聚集过程也是油气工业特别关注的内容。地下的油气成藏是从生油洼陷里生成的油气在浮力作用下经过运载层，通过渗滤作用和排替作用依次进入不同圈闭的过程，因此通过运载层连通的多圈闭油气运移聚集路径反映了真实的油气聚集过程。同时，油气的运移是在沿着通道范围内有限的路径发生，因此，油气的二次运移是一种非均一性流动的过程。其中，地层形态的展布(地层倾角等)、运载层的孔渗性、以及油气充注压力的强弱对研究油气运移非均质性过程和油气运聚机理非常重要。

油气运聚过程和机理一直是石油与天然气地质学和油气勘探工业十分关注的科学问题。20世纪90年代以前，油气成藏机理研究的焦点是油气从烃源岩向运载层运移(初次运移)的动力、相态、过程及其地球化学效应。20世纪90年代以来，油气在输导层中的运聚行为(二次运移)得到更广泛的关注，这是因为烃类流体在运载层的二次运移是一个极不均一的过程，即便是在均匀的孔隙介质内，烃类流体的运移也只沿着通道范围内有限的路径发生(Schowalter，1979；Demibickietal.,1989；Catalanetal.,1992)。从已观察到的运移现象可以推断，不同尺度上烃类流体运聚的路径和过程可能很类似，但仍存在一定的差异，某些宏观上可视为均质的过程在更小的尺度上往往是非均质的(罗晓蓉，2003)。因此油气在地下运移的过程是一个非常复杂难以表征的过程。

油气在地下的运聚过程实际上是经过运载层对多个圈闭进行不同程度充注的过程。因此，多圈闭下的油气充注过程是研究油气成藏过程的核心内容。其中圈闭的溢出点十分重要，油气在充注圈闭后，开始向外溢出的点即是圈闭的溢出点(spillpoint)，它是圈闭能够储存油气最大量的点，低于该点油气即向外溢出。一般将通过溢出点构造等高线所圈出的面积，称为该圈闭的闭合面积，从圈闭中该储层的最高点到溢出点之间的海拔高差，为该圈闭的闭合高度。早些时候石油工业认为，当油气在盆地内生成后沿上倾方向向周围高出的圈闭中运移时，由于天然气在岩石的孔隙介质中最容易流动，天然气占据盆地边缘的构造环，而石油占据位置较低的构造环，这种模式被称为“油心气环”分布。然而，后来的油气勘探揭示，原来越多的油气分布呈现“气心油环”的模式。这种不同的油气分布模式是由于油气不同的聚集原理而形成的，如“气心油环”的模式就是油气经过多圈闭时，由于溢出点的不同差异性聚集形成，所以称为溢出型油气聚集原理。

油气运聚机理是油气藏定位和油气勘探部署的基础。物理模拟实验室研究烃类油气运聚机理的有效方法之一。

公开号为CN102808614A的中国发明专利申请公开了一种油气运移物理模拟装置和油气运移实验方法，所述油气运移物理模拟装置包括：恒温箱和设置在所述恒温箱内的填砂管。所示油气运移实验方法，将常压的玻璃填砂管设置在恒温箱内，采用原油进行油气二次运移实验，并进行可视观察，开展油气宏观运移过程研究；将高压的不锈钢填砂管设置在恒温箱内，采用原油进行油气二次运移实验，开展油气运移过程微观组份变化研究。该发明集成了油气二次运移可视物理模拟和高温高压不可视物理模拟两项功能，将油气二次运移宏观运移过程和微观运移机理研究相结合，完善油气二次运移物理模拟研究的手段。

公开号为CN102720481A的中国发明专利公开了一种油气运聚仿真物理模拟实验仪，包括砂箱、动力系统、旋转及支撑系统，所述旋转及支撑系统与砂箱连接，所述砂箱包括透明缸体，砂箱上设置有通油气孔及装砂口，砂箱内侧底部填充有n个底块，底块之间通过底块连接器密封连接，其中7≤n≤13；所述动力系统设置在砂箱下方与砂箱内的底块连接。本发明将构造运动与油气的运移、聚集相结合，能模拟油气在地质构造发生前后在砂体中的运移、聚集过程，可解决现有技术中三维油气运移与聚集动态模拟实验装置稀缺，无法满足多种实验要求的问题。