[发明专利]一种半密封二维渗流模型及制作方法

说明书

一种半密封二维渗流模型及制作方法。包括一个模型主体，其特征在于：所述模型主体采用“三明治”式结构，两块尺寸相同的玻璃板位于上、下方向平行放置，在两块玻璃板之间，垫放有一圈封闭的硬质海绵条；间隙内分布有高渗带和泥岩区，泥岩区和硬质海绵条包围高渗带；高渗带有一个区域延伸到靠近硬质海绵条处，高渗带的这个区域是模型的注入点；高渗带内的填充物为大颗粒填充物，泥岩区内的填充物为小颗粒填充物；在两块玻璃板的四周用C形夹夹紧；模型主体浸泡于水体内。利用本种模型可以真实地模拟油气水在地层情景下的流动。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发试验技术领域，特别是涉及一种二维渗流模型及实现方法。

背景技术

二维渗流模型具有直观可视化的特点，在认识油气运移聚集成藏机理和注水开发实验中都有广泛的应用。目前二维模型的制作方法总体上分为“湿填法”和“干填法”两大类，《石油穆式运移实验研究》一文描述了湿填法的操作方法与过程，这类方法中，先将模型三个边封闭，剩余一个边敞开，通过敞开边将模型充满水，再将颗粒和水混合的浆状物均匀的填入模型，最后再封闭敞开边，这类方法的优点是在填充后的模型就是饱和水模型，节省模型饱和步骤，效率比较高，其缺点在于填充过程中颗粒材料在模型中的沉降难以人为干预，因此适合制作均质二维渗流模型。干填法能够制作复杂的均质模型，这类模型制作方法是先在底板上铺设边界约束，再将边界包围区域用分隔条分割成不同的区域，在不同的区域填充不同的颗粒材料，从而可以制作非均质二维渗流模型，这类模型制作的关键点在于填充颗粒材料的量难于把控，填充不足时，模型移动与饱和水，分割区域会产生变形与破坏，填充过量时，颗粒材料支撑玻璃板，会造成模型密封失败，因此这类模型制作成功率低。干填法和湿填法制作的二维渗流模型都有固定的注液口和排液口，注入流体从注液口注入，同时模型内被驱替流体从排液口排出，流体在模型内的流动及驱替受排液口和注液口位置的限制和约束，但在实际地层中，只有油相和气相受毛细管力的约束被限制在高渗带，而水相内部不存在毛细管力，因此它不但可以在储层内流动，也能穿越盖层和隔夹层，这导致当前二维渗流模型中水相的流动区域及方式和实际地层不符。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种半密封二维渗流模型及制作方法,利用该模型可以较为真实地模拟油气水在地层情景下的流动。

本发明的技术方案是：该种半密封二维渗流模型，包括一个模型主体，其独特之处在于：所述模型主体采用“三明治”式结构，两块尺寸相同的玻璃板位于上、下方向平行放置，在所述两块玻璃板之间，垫放有一圈封闭的硬质海绵条；所述两块玻璃板的内表面和硬质海绵条共同围成的间隙内分布有高渗带和泥岩区，所述泥岩区和硬质海绵条包围高渗带；所述高渗带有一个区域延伸到靠近硬质海绵条处，所述高渗带的这个区域是模型注入点；所述高渗带内的填充物为大颗粒填充物，所述泥岩区内的填充物为小颗粒填充物；在所述两块玻璃板的四周用C形夹夹紧；

所述模型还包括一个用于实现对模型主体进行半密封的水体，所述模型主体浸泡于所述水体内。

该种半密封二维渗流模型的制作方法，包括以下步骤：

第一步，将下玻璃板平放在桌面上，在下玻璃板的上表面四周固定硬质海绵条；

第二步，根据待模拟的实际地层情况将硬质海绵条围成的区域用窄胶条分隔，以使得形成高渗带和泥岩区域；用窄胶条分隔时，高渗带有一端需要延伸到靠近硬质海绵条，将该处作为模型注入点，但该处距离硬质海绵条不得少于3mm；所用窄胶条的厚度和硬质海绵条厚度相近；

第三步，窄胶条分隔完成后，首先在泥岩区填充模拟泥岩的细小颗粒，抹平压实后除去盈余颗粒，使得颗粒堆积体上表面和四周的硬质海绵条平齐；

第四步，清除第三步中落于高渗带内的细小颗粒，填充大颗粒，抹平并压实；

第五步，清除用于分隔高渗带和泥岩区域的窄胶条，并用窄胶条两侧粒径较小的颗粒补充清除窄胶条所留下的缝隙；