[发明专利]可控温重复利用二维可视化多孔介质填砂模型及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发模型技术领域，特别涉及一种可控温重复利用的二维可视化多孔介质填砂模型及制造方法。

背景技术

目前，在研究油气田开发过程中用来进行渗流机理研究和评价作业措施效果的物理模型主要有：①天然圆柱岩心、人造岩心以及对其二次加工后选择刻画大孔道或缝、洞的平板模型。优点：成本低、承压耐温、机械强度高；缺点：尺寸小，不能可视化，不能进行图像分析，不能快速直观地对实验过程及实验数据中出现的问题做出准确的判断；②玻璃平板模型，多采用胶结剂固结方式。优点：驱替过程可视化，可进行图形处理；缺点：胶结制作过程相当复杂，耗时多，模型难于清洗，重复利用效果差；③微观仿真刻蚀模型，采用光化学刻蚀技术，几何尺寸小。优点：精度高，驱替过程可视化，能进行图像处理及分析，重复利用性好；缺点：制作成本高昂，不具备真实岩心的砂岩颗粒表面。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供一种可控温重复利用的二维可视化多孔介质填砂模型，可得到不同温度下的物理模拟。

本发明一种可控温重复利用的二维可视化多孔介质填砂模型，包括主体、盖板、循环加热管、数控恒温槽；

所述主体由不锈钢制成，包括上下2个矩形腔体，上方的矩形腔体为填充腔，所述填充腔中填充有20-200目的石英砂；下方的矩形腔体中设置有所述循环加热管；所述循环加热管与所述数控恒温槽通过管道连接；所述主体一侧的侧壁上设有2个注入口，相对的另一侧侧壁上设有2个采出口；

所述盖板由亚克力板制成，盖在所述主体上，与所述主体密封连接。

进一步的，所述主体、所述盖板四周均匀分布有相对应的螺纹孔，所述主体、所述盖板通过插入螺栓连接；所述主体和所述盖板之间设置有双密封层，第一密封层为设置在所述主体的螺纹孔内侧的橡胶密封圈，第二密封层为所示盖板和所述主体之间涂覆有密封胶，所述密封胶涂覆在所述螺纹孔的外侧。

进一步的，所述橡胶密封圈为O型橡胶密封圈。

进一步的，在所述主体螺纹孔、所述盖板螺纹孔之间设置有密封胶垫。

进一步的，所述循环加热管为多段弯曲状，具有入口和出口，所述入口和出口分别通过管道与所述数控恒温槽连接。

进一步的，所述主体长为254㎜，宽为154㎜，高为80㎜；所述填充腔长为230㎜，宽为130㎜，高为5㎜；所述下方的矩形腔体长为230㎜，宽为130㎜，高为65㎜；所述橡胶密封圈厚度为3㎜，周长为800㎜；所述循环加热管直径为20㎜，单根管的长为100㎜，两管之间的距离为8㎜；所述盖板的长为250㎜，宽为150㎜，厚为8㎜。

本发明还提供了一种制造如权利要求1所述的可控温重复利用的二维可视化多孔介质填砂模型的方法，包括以下步骤：

步骤一、采用不锈钢制造主体，在所述主体中构造上下两个矩形腔体，上矩形腔体为填充腔，深度为所述主体高度的5-7%；在所述主体四周均匀钻螺纹孔，所述主体一侧侧壁上设置2个注入口，另一侧侧壁上设置2个采出口；

步骤二、采用亚克力板制成盖板，在所述盖板四周钻与所述主体螺纹孔相对应的螺纹孔；

步骤三、在所述填充腔中填入粒径在20-200目的石英砂，边加入边晃动，保证砂层均匀，使用木板均匀用力压实，并用橡胶锤轻轻敲击木板，反复进行，直至所有石英砂填充完成；

步骤四、在所述主体的螺纹孔内侧设置橡胶密封圈，然后在所述盖板与所述主体间涂覆密封胶，所述密封胶涂覆在所述螺纹孔的外侧，所述主体与所述盖板之间通过插入螺纹孔的螺栓及所述密封胶紧密连接、密封；

步骤五、采用不锈钢管制成循环加热管，固定于所述主体下方的矩形腔体内，所述循环加热管与数控恒温槽用管道连接。

本发明的有益效果为：

（1）主体是由机械强度高、耐高温的不锈钢构成，避免高温对模型的损伤，提供了耐高温的条件；

（2）主体和盖板之间为相互独立的结构，便于清洗安装，可重复利用，灵活性强；

（3）下端有循环加热管，可以模拟不同温度条件下驱替过程，更真实反映油藏特性；

（4）盖板由亚克力板构成，透光性和可视性极好，便于数据图像的采集和处理；

（5）双密封层，第一层为螺栓螺母和O型密封圈紧固密封，第二层为盖板与主体之间的密封胶，克服了以往用螺栓固定夹砂难以保证密封性的问题；

（6）填充腔是由不锈钢直接加工而成，无需胶粘接，简单、快捷；

（7）注入口和采出口直接安装在填充腔两侧，代替了传统玻璃钻孔和刻蚀的方式；注入头可灵活选择大小，也可做井筒实验。

附图说明