本實用新型涉及一種模擬地下流體流動的一種模擬五點井網(wǎng)微觀刻蝕可視化模型，屬于油氣田開發(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)系以及外來流體驅(qū)替油藏中原油的機理，微觀驅(qū)油物理模擬技術(shù)已成為人們研究微觀驅(qū)油機理的重要手段，其中微觀驅(qū)油時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)，要想更準確的模擬地下油藏，反映地下油藏的開采狀況，需要模擬油層的溫度和壓力。因此在模擬實驗研究過程中，盡可能對微觀驅(qū)替模擬模型進行加熱和加壓。對于這方面的研究，目前國內(nèi)外都取得了一定的成果，目前針對微觀驅(qū)替模型夾持器進行加熱的方式大都是水浴/油浴加熱、空氣加熱、電加熱等。但對于水浴/油浴而言，因管道與模型之間存在一定的空間，導致采用這種方式進行加熱效果并不理想，出現(xiàn)耗時長，升溫慢等問題；而采用對腔體加熱的方式對玻璃片進行加熱和加壓，為保證加熱效果，腔體都需要有一定的空間，導致腔體高度增加，進而托高玻璃片，縮短了顯微鏡和玻璃片的距離，影響放大倍數(shù)，進而影響觀察精度。同時，現(xiàn)有技術(shù)所用的裝置無法模擬井筒的徑向流，不能反映注水過程中流道彎折的情況。

目前在研究油氣田開發(fā)過程中用來進行驅(qū)替機理研究和各類采油化學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，主要表現(xiàn)在微觀模型不能重復利用。授權(quán)公告號為CN203499659U的實用新型專利公開了一種用于驅(qū)替實驗的刻蝕填砂微觀玻璃模型，包括底板和面板，在面板上開有注液口，在底板上有被腐蝕出來的凹槽，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?zhí)枮?01510868706.4的實用新型專利申請?zhí)柟_了一種微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，此方法通過刻蝕基玻片，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，并不能完全洗凈實驗期間殘存的流體，從而導致模型不能重復利用，每次都需要購買和加工新的模型，造成極大的成本浪費。授權(quán)公告號為CN103558135B的發(fā)明專利公布了一種可重復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)部流場的結(jié)構(gòu)，只能通過對壓力值進行分析得出結(jié)論，無法直接對流場進行觀察，其準確性大打折扣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供一種模擬五點井網(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，能更真實的對五點井網(wǎng)的油層流動的環(huán)境進行模擬仿真。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種模擬五點井網(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齊，通過螺栓連接，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。

進一步的，所述聚光蓋為正方形結(jié)構(gòu)，四邊設(shè)有四個貫穿孔，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，凸臺中心設(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；所述底座兩個對角的兩側(cè)分別設(shè)有沿對角線對稱的兩個入口管道和出口管道，兩個相互垂直的入口管道延伸至正方形沉孔對應角落的正下方相連接，從連接點向上設(shè)置一根向上貫穿到正方形沉孔下表面的豎直管段；兩個相互垂直的出口管道也同樣延伸至正方形沉孔對應角落的正下方相連接，從連接點向上設(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，與底座的沉孔四邊尺寸配合，凸臺高度小于沉孔深度，聚光蓋的凸臺能放入底座沉孔并形成空腔。

進一步的，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兩個豎直管段，經(jīng)過微觀通道形成流道。

進一步的，所述2個入口管道之間和2個出口管道設(shè)有配套的絲堵和快速接頭。

進一步的，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，可以使其在實現(xiàn)密封效果的情況下，不會影響螺栓連接，同時留出在空腔和豎直管道之間的流道。

本實用新型具有以下有益效果：

1、本實驗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，通過擰緊螺絲固定壓實玻璃片，形成微觀刻蝕模型，模型拆卸簡單、便捷，且易組裝，可將刻蝕玻片清洗重復利用；

2、本實驗模型根據(jù)實際油藏條件，通過設(shè)置豎直管段模擬出徑向流，特別能針對采油工程中五點井網(wǎng)進行使用，能更加真實的反應出采油作業(yè)的情況；

3、本實驗模型通過在聚光蓋上設(shè)置階梯孔，讓螺栓的螺栓頭能放入階梯孔中，不會在聚光蓋表面形成突出，便于放置和觀察。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(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，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。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施對本實用新型進行詳細描述。

如圖1～圖7所示，一種模擬五點井網(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對齊，通過螺栓連接，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1-2，凸臺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；所述底座兩個對角的兩側(cè)分別設(shè)有沿對角線對稱的兩個入口管道7和出口管道8，兩個相互垂直的入口管道7延伸至沉孔2-2對應角落的正下方相連接，從連接點向上設(shè)置一根向上貫穿到沉孔2-2下表面的豎直管段9；兩個相互垂直的出口管道8也同樣延伸至沉孔2-2對應角落的正下方相連接，從連接點向上設(shè)置一根向上貫穿到沉孔2-2下表面的豎直管段；所述2個入口管道7之間和2個出口管道8設(shè)有配套的絲堵和快速接頭。

所示聚光蓋的凸臺1-2，與底座的沉孔2-2四邊尺寸配合，凸臺1-2高度小于沉孔4-2深度，聚光蓋的凸臺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能分別通過兩個豎直管段9，經(jīng)過微觀通道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驗觀察的光暈；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。

本實用新型所提供的一種模擬五點井網(wǎng)微觀刻蝕可視化模型，其具體組裝和進行實驗的步驟如下：

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，此時底座密封膠片6上下兩側(cè)邊緣部分會冒出，剪去其與刻蝕玻璃片5接觸部分上方超過2mm的部分，在豎直管段與沉孔連接處留出空間，使其完全適應沉孔，且不影響豎直管段于沉孔的連接，同時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，在擰緊過程中需注意平穩(wěn)合緊，避免壓碎組合玻片，同時使光暈形狀規(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)夾持模型的一個入口管道7和一個出口管道8，各連接一個絲堵和一個快速接頭；

7)連接空氣壓縮機，將夾持模型放入水盆中，打開壓縮機，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，說明夾持模型沒有擰緊，需要重新擰緊；

8)將夾持模型取出，立即擦干，再關(guān)閉壓縮機開關(guān)，避免倒吸。

本模型的最主要特點在于刻蝕玻璃片4可重復利用，做完驅(qū)替實驗之后，進行有序清洗，具體實施步驟為：

1)實驗結(jié)束后，將模型翻面，擰開螺栓，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，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，使之重復使用。

在模型進行實驗的過程中，由于是將模型倒置，聚光蓋1被放置于下部，與載物臺接觸，此時螺栓頭在貫穿孔1-3的階梯孔中，使聚光蓋1與載物臺的接觸面平整，便于光源11照射。

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

夾持模型內(nèi)部的組合玻片雖然與兩個膠墊片貼合緊密，但不可避免的仍留有間隙，如不排空則會嚴重影響實驗準確性，間隙中留有空氣則會出現(xiàn)賈敏效應，如殘存液態(tài)流體則會在驅(qū)替另一流體時出現(xiàn)兩種流體混入的現(xiàn)象。所以在飽和水、飽和油、水驅(qū)油等過程中都需用到排空功能，而將2個入口管道7和2個出口管道8采用直角連接在一起，滿足了這個要求，以飽和水過程為例，首先，連接驅(qū)替流程，再同時打開的入口管道7，接有快速接頭，接入驅(qū)替流程；用絲堵封住對面的兩個出口管道8；由于出口管道8被封，不能和進液的入口管道7形成壓差，飽和水會沿著另一個入口管道7流出，待入口管道7流出1～2滴水時，用絲堵封堵住此入口管道7，然后重新打開兩個出口管道8。連接2個出口管道8，其工作原理與前述入口管道7內(nèi)容相同。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，本實用新型并不局限于上述方式，在不脫離本實用新型原理的前提下，還能進一步改進，這些改進也應視為本實用新型的保護范圍。