本實(shí)用新型涉及一種模擬地下流體流動(dòng)的一種模擬五點(diǎn)井網(wǎng)微觀刻蝕可視化模型，屬于油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為了研究巖石孔隙中流體之間的接觸關(guān)系以及外來(lái)流體驅(qū)替油藏中原油的機(jī)理，微觀驅(qū)油物理模擬技術(shù)已成為人們研究微觀驅(qū)油機(jī)理的重要手段，其中微觀驅(qū)油時(shí)需要將微觀天然巖心或模擬巖心的可視化物理模型接入驅(qū)替流程中，這就需要一個(gè)連接裝置，也就是模型夾持器的功用。

由于地下油藏處于高溫、高壓狀態(tài)，要想更準(zhǔn)確的模擬地下油藏，反映地下油藏的開(kāi)采狀況，需要模擬油層的溫度和壓力。因此在模擬實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，盡可能對(duì)微觀驅(qū)替模擬模型進(jìn)行加熱和加壓。對(duì)于這方面的研究，目前國(guó)內(nèi)外都取得了一定的成果，目前針對(duì)微觀驅(qū)替模型夾持器進(jìn)行加熱的方式大都是水浴/油浴加熱、空氣加熱、電加熱等。但對(duì)于水浴/油浴而言，因管道與模型之間存在一定的空間，導(dǎo)致采用這種方式進(jìn)行加熱效果并不理想，出現(xiàn)耗時(shí)長(zhǎng)，升溫慢等問(wèn)題；而采用對(duì)腔體加熱的方式對(duì)玻璃片進(jìn)行加熱和加壓，為保證加熱效果，腔體都需要有一定的空間，導(dǎo)致腔體高度增加，進(jìn)而托高玻璃片，縮短了顯微鏡和玻璃片的距離，影響放大倍數(shù)，進(jìn)而影響觀察精度。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)所用的裝置無(wú)法模擬井筒的徑向流，不能反映注水過(guò)程中流道彎折的情況。

目前在研究油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中用來(lái)進(jìn)行驅(qū)替機(jī)理研究和各類(lèi)采油化學(xué)助劑研究所用的物理模型層出不窮，但都不可避免的造成浪費(fèi)，主要表現(xiàn)在微觀模型不能重復(fù)利用。授權(quán)公告號(hào)為CN203499659U的實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種用于驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的刻蝕填砂微觀玻璃模型，包括底板和面板，在面板上開(kāi)有注液口，在底板上有被腐蝕出來(lái)的凹槽，在凹槽中填充一定目數(shù)的天然巖芯粉末或石英砂，底板和面板膠結(jié)在一起。申請(qǐng)?zhí)枮?01510868706.4的實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柟_(kāi)了一種微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，此方法通過(guò)刻蝕基玻片，最后將蓋玻片和刻蝕玻片燒結(jié)在一起，形成微觀驅(qū)替模型；但上述模型，在重復(fù)使用方面都存在一定缺陷，目前的玻璃模型雖然能夠模擬驅(qū)替過(guò)程中油水的分布情況，但是由于制作方法的欠缺，并不能完全洗凈實(shí)驗(yàn)期間殘存的流體，從而導(dǎo)致模型不能重復(fù)利用，每次都需要購(gòu)買(mǎi)和加工新的模型，造成極大的成本浪費(fèi)。授權(quán)公告號(hào)為CN103558135B的發(fā)明專(zhuān)利公布了一種可重復(fù)使用的玻璃芯片模型，但這種模型未設(shè)置任何能直接觀察內(nèi)部流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)，只能通過(guò)對(duì)壓力值進(jìn)行分析得出結(jié)論，無(wú)法直接對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行觀察，其準(zhǔn)確性大打折扣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種模擬五點(diǎn)井網(wǎng)微觀刻蝕可視化模型及其使用方法，采用豎直管段，模擬徑向流流道，能更真實(shí)的對(duì)五點(diǎn)井網(wǎng)的油層流動(dòng)的環(huán)境進(jìn)行模擬仿真。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種模擬五點(diǎn)井網(wǎng)微觀刻蝕可視化模型，包括聚光蓋、底座、底座密封膠片、刻蝕玻璃片、觀察玻璃片、聚光蓋密封膠片、螺栓；所述底座和聚光蓋對(duì)齊，通過(guò)螺栓連接，在觀察座和可視化夾持座之間形成的空腔中，從下到上依次疊加放置底座密封膠片、刻蝕玻璃片、觀察玻璃片、聚光蓋密封膠片。

進(jìn)一步的，所述聚光蓋為正方形結(jié)構(gòu)，四邊設(shè)有四個(gè)貫穿孔，所述貫穿孔上端設(shè)有階梯孔，直徑略大于連接螺栓的螺母；聚光蓋中部下側(cè)設(shè)有一段正方形凸臺(tái)，凸臺(tái)中心設(shè)有貫穿圓孔，作為聚光孔；

所述底座為正方形結(jié)構(gòu)，四邊設(shè)有四個(gè)螺紋孔；底座中部設(shè)有一段正方形沉孔，正方形沉孔中心設(shè)有貫穿圓孔，作為觀察孔；所述底座兩個(gè)對(duì)角的兩側(cè)分別設(shè)有沿對(duì)角線對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)入口管道和出口管道，兩個(gè)相互垂直的入口管道延伸至正方形沉孔對(duì)應(yīng)角落的正下方相連接，從連接點(diǎn)向上設(shè)置一根向上貫穿到正方形沉孔下表面的豎直管段；兩個(gè)相互垂直的出口管道也同樣延伸至正方形沉孔對(duì)應(yīng)角落的正下方相連接，從連接點(diǎn)向上設(shè)置一根向上貫穿到正方形沉孔下表面的豎直管段；

所示聚光蓋的凸臺(tái)，與底座的沉孔四邊尺寸配合，凸臺(tái)高度小于沉孔深度，聚光蓋的凸臺(tái)能放入底座沉孔并形成空腔。

進(jìn)一步的，所述聚光孔為上部錐形段，下部直筒段；所述觀察孔為下部錐形段，上部直筒段；觀察孔賀聚光孔的直徑相同，錐形段錐度相同，均為30度。

進(jìn)一步的，所述刻蝕玻璃片上表面刻有孔隙結(jié)構(gòu)，并與觀察玻璃片下表面貼合，兩塊玻璃片之間的孔隙結(jié)構(gòu)段構(gòu)成微觀通道，除微觀通道外，其他貼合面之間為緊密貼合狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述刻蝕玻璃片和觀察玻璃片寬度略小于底座沉孔，入口管道和出口管道能分別通過(guò)兩個(gè)豎直管段，經(jīng)過(guò)微觀通道形成流道。

進(jìn)一步的，所述2個(gè)入口管道之間和2個(gè)出口管道設(shè)有配套的絲堵和快速接頭。

進(jìn)一步的，所述聚光蓋密封膠片為王字形硅膠薄片；底座密封膠片為工字形硅膠薄片，其中部窄處寬度小于沉孔寬度。如此設(shè)計(jì)，可以使其在實(shí)現(xiàn)密封效果的情況下，不會(huì)影響螺栓連接，同時(shí)留出在空腔和豎直管道之間的流道。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)驗(yàn)的微觀刻蝕可視化模型的刻蝕玻片和觀察玻片并不燒結(jié)在一起，將其放入模型夾持器，其中刻蝕玻璃片在下，觀察玻璃片在上，通過(guò)擰緊螺絲固定壓實(shí)玻璃片，形成微觀刻蝕模型，模型拆卸簡(jiǎn)單、便捷，且易組裝，可將刻蝕玻片清洗重復(fù)利用；

2、本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ透鶕?jù)實(shí)際油藏條件，通過(guò)設(shè)置豎直管段模擬出徑向流，特別能針對(duì)采油工程中五點(diǎn)井網(wǎng)進(jìn)行使用，能更加真實(shí)的反應(yīng)出采油作業(yè)的情況；

3、本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄟ^(guò)在聚光蓋上設(shè)置階梯孔，讓螺栓的螺栓頭能放入階梯孔中，不會(huì)在聚光蓋表面形成突出，便于放置和觀察。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是底座的另一角度結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是底座的俯視圖；

圖5是底座密封墊片在底座上的安裝圖；

圖6是聚光蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是聚光蓋另一角度結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。

圖中，1、聚光蓋，1-1、貫穿孔，1-2、凸臺(tái)，1-3、聚光孔，2、底座，2-1、螺紋孔，2-2、沉孔，2-3、觀察孔，3、聚光蓋密封膠片，4、觀察玻璃片，5、刻蝕玻璃片，6、底座密封膠片，7、入口管道，8、出口管道，9、豎直管段，10、微觀孔道，11、光源，12、顯微鏡。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1～圖7所示，一種模擬五點(diǎn)井網(wǎng)微觀刻蝕可視化模型，包括聚光蓋1、底座2、底座密封膠片6、刻蝕玻璃片5、觀察玻璃片4、聚光蓋密封膠片3、螺栓；所底座2和聚光蓋1對(duì)齊，通過(guò)螺栓連接，所述聚光蓋1為正方形結(jié)構(gòu)，四邊設(shè)有四個(gè)貫穿孔1-1，所述貫穿孔1-1上端設(shè)有階梯孔，直徑略大于連接螺栓的螺母；聚光蓋1中部下側(cè)設(shè)有一段正方形凸臺(tái)1-2，凸臺(tái)1-2中心設(shè)有貫穿圓孔，作為聚光孔1-3；

所述底座2為正方形結(jié)構(gòu)，四邊設(shè)有四個(gè)螺紋孔2-1；底座2中部設(shè)有一段正方形沉孔2-2，沉孔2-2中心設(shè)有貫穿圓孔，作為觀察孔2-3；所述底座兩個(gè)對(duì)角的兩側(cè)分別設(shè)有沿對(duì)角線對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)入口管道7和出口管道8，兩個(gè)相互垂直的入口管道7延伸至沉孔2-2對(duì)應(yīng)角落的正下方相連接，從連接點(diǎn)向上設(shè)置一根向上貫穿到沉孔2-2下表面的豎直管段9；兩個(gè)相互垂直的出口管道8也同樣延伸至沉孔2-2對(duì)應(yīng)角落的正下方相連接，從連接點(diǎn)向上設(shè)置一根向上貫穿到沉孔2-2下表面的豎直管段；所述2個(gè)入口管道7之間和2個(gè)出口管道8設(shè)有配套的絲堵和快速接頭。

所示聚光蓋的凸臺(tái)1-2，與底座的沉孔2-2四邊尺寸配合，凸臺(tái)1-2高度小于沉孔4-2深度，聚光蓋的凸臺(tái)1-2能放入沉孔2-2并形成空腔，在空腔中，從下到上依次疊加放置底座密封膠片6、刻蝕玻璃片5、觀察玻璃片4、聚光蓋密封膠片3，所述刻蝕玻璃片5上表面刻有孔隙結(jié)構(gòu)，并與觀察玻璃片4下表面貼合，兩塊玻璃片之間的孔隙結(jié)構(gòu)段構(gòu)成微觀通道10，除微觀通道外，其他貼合面之間為緊密貼合狀態(tài)，所述刻蝕玻璃片5和觀察玻璃片4寬度略小于沉孔2-2，入口管道7和出口管道8能分別通過(guò)兩個(gè)豎直管段9，經(jīng)過(guò)微觀通道10形成流道；所述聚光蓋密封膠片3為王字形硅膠薄片，底座密封膠片6為工字形硅膠薄片，其中部窄處寬度小于沉孔2-2寬度。

如圖3、圖7、圖8所示，聚光孔1-3為上部錐形段，下部直筒段；所述觀察孔2-3為下部錐形段，上部直筒段，便于讓光源11匯聚到一起形成適合實(shí)驗(yàn)觀察的光暈；觀察孔2-3和聚光孔1-3的直徑相同，錐形段錐度相同，均為30度，便于顯微鏡12的物鏡伸入，與觀察玻璃片3之間的間距更小，觀察更清晰。

本實(shí)用新型所提供的一種模擬五點(diǎn)井網(wǎng)微觀刻蝕可視化模型，其具體組裝和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的步驟如下：

1)裁剪底座密封膠片6為工字形，其中部寬度略小于沉孔2-2，如圖5所示，并將其放入已經(jīng)安裝好的底座2中，此時(shí)底座密封膠片6上下兩側(cè)邊緣部分會(huì)冒出，剪去其與刻蝕玻璃片5接觸部分上方超過(guò)2mm的部分，在豎直管段與沉孔連接處留出空間，使其完全適應(yīng)沉孔，且不影響豎直管段于沉孔的連接，同時(shí)留出豎直管段到微觀通道之間的流道；

2)用拭鏡紙擦拭干凈后，將觀察玻璃片5與刻蝕玻璃片4凹槽面緊密貼合，使微觀通道位于兩塊玻璃片之間，并驅(qū)趕排空其中的氣體，形成組合玻片；

3)將貼合的組合玻片按照刻蝕玻璃片4在下的方向放入底座并壓緊；

4)將聚光蓋密封用膠墊片5放入聚光蓋1上表面，注意不要擋住貫穿孔1-1，合上觀察蓋1，將凸臺(tái)1-2壓入到沉孔2-2中，由于聚光蓋膠片5也被壓入并變形，因此，擰緊觀察蓋1和底座2四周的螺栓，在擰緊過(guò)程中需注意平穩(wěn)合緊，避免壓碎組合玻片，同時(shí)使光暈形狀規(guī)則并居于組合玻片中心；

5)擰緊夾持模型兩端的絲堵，觀察夾持模型的入口管道14與出口管道15是否通暢，若發(fā)生堵塞，用針或者其他工具將其疏通后再擰緊；

6)夾持模型的一個(gè)入口管道7和一個(gè)出口管道8，各連接一個(gè)絲堵和一個(gè)快速接頭；

7)連接空氣壓縮機(jī)，將夾持模型放入水盆中，打開(kāi)壓縮機(jī)，連接快速接頭，觀察出口管道8的快速接頭是否有連續(xù)氣泡冒出，若沒(méi)有，檢查入口管道7和出口管道8是否氣密性良好；若有連續(xù)氣泡冒出，用手堵住出口管道8的快速接頭，觀察組合玻片是否發(fā)生氣竄現(xiàn)象，若有氣竄，說(shuō)明夾持模型沒(méi)有擰緊，需要重新擰緊；

8)將夾持模型取出，立即擦干，再關(guān)閉壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)，避免倒吸。

本模型的最主要特點(diǎn)在于刻蝕玻璃片4可重復(fù)利用，做完驅(qū)替實(shí)驗(yàn)之后，進(jìn)行有序清洗，具體實(shí)施步驟為：

1)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將模型翻面，擰開(kāi)螺栓，取出聚光蓋1，并緩慢將聚光蓋密封膠片3取出，然后從觀察孔2-3的向內(nèi)側(cè)推出刻蝕玻璃片4和觀察玻璃片5，并將其分開(kāi)，然后放入裝有工業(yè)酒精的燒杯，燒杯放入超聲波清洗器中，清洗10分鐘，重復(fù)兩次；

2)酒精清洗好的刻蝕玻璃片4和觀察玻璃片5再放入裝有蒸餾水的燒杯，燒杯放入超聲波清洗器中，清洗10分鐘，重復(fù)兩次；

3)清洗完成后，洗凈的刻蝕玻璃片4和觀察玻璃片5放入烘箱中將水蒸干，最后保存，使之重復(fù)使用。

在模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，由于是將模型倒置，聚光蓋1被放置于下部，與載物臺(tái)接觸，此時(shí)螺栓頭在貫穿孔1-3的階梯孔中，使聚光蓋1與載物臺(tái)的接觸面平整，便于光源11照射。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于模型倒置，當(dāng)液體從入口管道7進(jìn)入后，通過(guò)豎直管段9向下流動(dòng)，模擬注水井，然后液體進(jìn)入底座2和聚光蓋1之間的空腔，并通過(guò)底座密封膠片6與沉孔2-2之間的縫隙流向組合玻片側(cè)面，然后通過(guò)微觀通道10(圖1中的狹縫為示意圖，實(shí)際從側(cè)面無(wú)法看到縫隙)流向另一側(cè)的豎直管段9并向上流動(dòng)，最終通過(guò)出口管道8流出，模擬驅(qū)油過(guò)程，與普通實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流通過(guò)程均為直線相比，本模型的結(jié)構(gòu)能變線性流為徑向流，更真實(shí)的模擬油田現(xiàn)場(chǎng)注水驅(qū)油的過(guò)程。

夾持模型內(nèi)部的組合玻片雖然與兩個(gè)膠墊片貼合緊密，但不可避免的仍留有間隙，如不排空則會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，間隙中留有空氣則會(huì)出現(xiàn)賈敏效應(yīng)，如殘存液態(tài)流體則會(huì)在驅(qū)替另一流體時(shí)出現(xiàn)兩種流體混入的現(xiàn)象。所以在飽和水、飽和油、水驅(qū)油等過(guò)程中都需用到排空功能，而將2個(gè)入口管道7和2個(gè)出口管道8采用直角連接在一起，滿(mǎn)足了這個(gè)要求，以飽和水過(guò)程為例，首先，連接驅(qū)替流程，再同時(shí)打開(kāi)的入口管道7，接有快速接頭，接入驅(qū)替流程；用絲堵封住對(duì)面的兩個(gè)出口管道8；由于出口管道8被封，不能和進(jìn)液的入口管道7形成壓差，飽和水會(huì)沿著另一個(gè)入口管道7流出，待入口管道7流出1～2滴水時(shí)，用絲堵封堵住此入口管道7，然后重新打開(kāi)兩個(gè)出口管道8。連接2個(gè)出口管道8，其工作原理與前述入口管道7內(nèi)容相同。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本實(shí)用新型并不局限于上述方式，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還能進(jìn)一步改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。