本實(shí)用新型涉及地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)領(lǐng)域的一種模擬多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)影響的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

低幅度構(gòu)造這一術(shù)語(yǔ)是用來(lái)綜合表述這些構(gòu)造幅度低、隱蔽性強(qiáng)、用現(xiàn)有地球物理勘探手段不易發(fā)現(xiàn)和識(shí)別的具有不同成因及規(guī)模的構(gòu)造及其組合。低幅度構(gòu)造一般發(fā)育在幾千米以下的地層中，對(duì)于地平面下幾千米的地層，其往往會(huì)受到差異壓實(shí)作用、基底隆升作用、水平擠壓應(yīng)力作用等多種因素的影響，從而使其產(chǎn)生鼻隆、穹窿、背斜、撓曲等多種形態(tài)各異的低幅度構(gòu)造；經(jīng)過(guò)多年現(xiàn)場(chǎng)勘探積累的大量事實(shí)證明，低幅度構(gòu)造在油氣聚集及大中型油氣田形成過(guò)程中具有控制作用。深入研究多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)的影響，對(duì)于分析國(guó)內(nèi)外油田的油氣富集特征，查明油氣水分布規(guī)律、揭示大中型油田(藏)成因機(jī)理、落實(shí)油藏類(lèi)型、指導(dǎo)油氣勘探和開(kāi)發(fā)等具有重要意義。若不能解決多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)特征所產(chǎn)生的影響這一問(wèn)題，將直接導(dǎo)致在地質(zhì)探勘中難以判斷低幅度構(gòu)造的規(guī)模、類(lèi)型以及難以明確相關(guān)油藏的油氣富集規(guī)律等問(wèn)題，造成勘探作業(yè)中井位部署的偏差，最終導(dǎo)致大量勘探資金血本無(wú)歸。因此，對(duì)于低幅度構(gòu)造在多種成因條件的影響下，其形態(tài)特征所發(fā)生的變化有必要進(jìn)行研究。若發(fā)明一種能夠有效模擬多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)影響的實(shí)驗(yàn)裝置，它能對(duì)多種成因條件下的低幅度構(gòu)造形態(tài)特征進(jìn)行可視化研究，將對(duì)現(xiàn)場(chǎng)油氣勘探和開(kāi)發(fā)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是：提供一種模擬多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)影響的實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型是一種模擬多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)影響的實(shí)驗(yàn)裝置，主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、箱體、活塞環(huán)、活塞、壓力管、砂巖顆粒、泥巖顆粒、進(jìn)壓環(huán)、螺栓、空壓機(jī)A、高速攝像機(jī)、鐵柱、壓力傳感器、小型球閥、小型壓力表、大型壓力表、大型球閥、空壓機(jī)B、下地層、側(cè)向基座、上地層和儲(chǔ)集層組成。在箱體內(nèi)，上地層和下地層為兩種材質(zhì)一樣的巖石且基本組分與地下巖層一致，由他們模擬地下致密砂巖構(gòu)成的板狀地層。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所使用的砂巖顆粒、泥巖顆粒直徑都為5mm，且這兩種顆粒采用上下錯(cuò)位設(shè)計(jì)緊密充填于上地層與下地層之間，模擬出地下良好的儲(chǔ)集層。上地層、下地層以及中部?jī)?chǔ)集層三部分緊密貼合，并通過(guò)螺栓加固，水平安放在側(cè)向基座和進(jìn)壓環(huán)之間，共同組成的層系是實(shí)際模擬地下地層的真實(shí)情況。上地層、下地層以及中部?jī)?chǔ)集層的長(zhǎng)寬尺寸一致，均為：12m×8m，但各層厚度不同，上地層厚1.2m，下地層厚1.2m，儲(chǔ)集層厚0.6m。在上地層表面均勻設(shè)置五個(gè)壓力管傳遞空壓機(jī)輸送的壓力，模擬低幅度構(gòu)造形成時(shí)地層受到的差異壓實(shí)作用；在下地層表面均勻設(shè)置五個(gè)壓力管傳遞空壓機(jī)輸送的壓力，模擬低幅度構(gòu)造形成時(shí)地層受到的基底隆升作用，在上下地層和儲(chǔ)集層組成的地層系右側(cè)設(shè)置進(jìn)壓環(huán)，在進(jìn)壓環(huán)上接通進(jìn)壓管并輸送水平方向的壓力，模擬低幅度構(gòu)造形成時(shí)地層受到的水平擠壓應(yīng)力，地層周?chē)齻€(gè)方向的壓力管可根據(jù)個(gè)人實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌孕胁鹦丁?shí)驗(yàn)過(guò)程中打開(kāi)空壓機(jī)和各個(gè)球閥，隨著活塞單側(cè)壓力的增加推動(dòng)其向地層方向運(yùn)動(dòng)，壓力管內(nèi)地層方向空氣被壓縮，壓力逐漸增加，最終使地層發(fā)生低幅度構(gòu)造變形，當(dāng)層系中低幅度構(gòu)造達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖冃纬潭群?，關(guān)閉空壓機(jī)，壓力下降，活塞回歸原位。通過(guò)大型球閥和大型壓力表來(lái)控制空壓機(jī)A和空壓機(jī)B所提供的總壓力大小，通過(guò)小型球閥和小型壓力表來(lái)控制分流在各個(gè)壓力管上的分壓力大小。在上下地層內(nèi)部與各壓力管對(duì)應(yīng)位置處等間距的分別設(shè)置了6個(gè)壓力傳感器，并通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接，可以記錄下低幅度構(gòu)造形態(tài)變化時(shí)上下地層內(nèi)部各處所承受壓力的情況。箱體由透明亞克力玻璃材料制成，其長(zhǎng)寬高尺寸為：15m×12m×5m，箱體內(nèi)部設(shè)立4根鐵柱作為上地層、下地層以及儲(chǔ)集層的支撐；箱體外部架立高速攝像機(jī)，透過(guò)透明亞克力玻璃可完整記錄下低幅度構(gòu)造形態(tài)變化的全過(guò)程。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，通過(guò)可視化實(shí)驗(yàn)和壓力監(jiān)測(cè)能準(zhǔn)確的得到多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)變化影響的規(guī)律并能實(shí)時(shí)得到壓力變化情況。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種模擬多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)影響的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2.箱體，3.活塞環(huán)，4.活塞，5.壓力管，6.砂巖顆粒，7.泥巖顆粒，8.進(jìn)壓環(huán)，9.螺栓，10空壓機(jī)A，11.高速攝像機(jī)，12.鐵柱，13.壓力傳感器，14.小型球閥，15.小型壓力表，16.大型壓力表，17.大型球閥，18.空壓機(jī)B，19.下地層，20.側(cè)向基座，21.上地層，22.儲(chǔ)集層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型一種模擬多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)影響的實(shí)驗(yàn)裝置，主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1、箱體2、活塞環(huán)3、活塞4、壓力管5、砂巖顆粒6、泥巖顆粒7、進(jìn)壓環(huán)8、螺栓9、空壓機(jī)A10、高速攝像機(jī)11、鐵柱12、壓力傳感器13、小型球閥14、小型壓力表15、大型壓力表16、大型球閥17、空壓機(jī)B 18、下地層19、側(cè)向基座20、上地層21和儲(chǔ)集層22組成。

如圖1所示，具體模擬過(guò)程為：首先在箱體2的上地層21和下地層19內(nèi)填放與地下巖層材質(zhì)一樣的巖石，再將砂巖顆粒6、泥巖顆粒7采用上下錯(cuò)位設(shè)計(jì)緊密充填于上地層21與下地層19之間，模擬出地下良好的儲(chǔ)集層22。上地層21、下地層19以及中部?jī)?chǔ)集層22三部分緊密貼合，并通過(guò)螺栓9加固，水平安放在側(cè)向基座20和進(jìn)壓環(huán)8之間，共同組成的層系是實(shí)際模擬地下地層的真實(shí)情況。打開(kāi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1，使上地層21、下地層19中的12個(gè)壓力傳感器13中的數(shù)據(jù)能傳回計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

當(dāng)模擬地層受基底隆升作用和側(cè)向擠壓應(yīng)力作用對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)的影響時(shí)，卸掉上地層21表面的壓力管5，接入下地層19表面和進(jìn)壓環(huán)8右側(cè)的壓力管5，打開(kāi)空壓機(jī)B 18以及大型球閥17開(kāi)關(guān)，打開(kāi)層系下部和進(jìn)壓環(huán)8右側(cè)的小型球閥14開(kāi)關(guān)，隨著下地層19所接壓力管5內(nèi)部活塞4的下部壓力逐漸增加，將推動(dòng)活塞4往上運(yùn)動(dòng)，上部空氣被壓縮，壓力增加，當(dāng)壓力管5內(nèi)傳遞壓力達(dá)到30Mpa時(shí)地層開(kāi)始發(fā)生低幅度構(gòu)造變形，壓力持續(xù)增加，層系內(nèi)低幅度構(gòu)造達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖冃纬潭葧r(shí)，關(guān)閉空壓機(jī)B 18，壓力下降，活塞4回歸原位；在層系右側(cè)，隨著進(jìn)壓環(huán)8所接壓力管5內(nèi)活塞4右側(cè)壓力逐漸增加，將會(huì)推動(dòng)活塞4向左運(yùn)動(dòng)，活塞4左邊部空氣被壓縮，壓力增加，當(dāng)側(cè)向壓力管5內(nèi)傳遞壓力達(dá)到120Mpa時(shí)地層開(kāi)始發(fā)生側(cè)向擠壓應(yīng)力變形，壓力持續(xù)增加，層系內(nèi)低幅度構(gòu)造達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖冃纬潭葧r(shí)，關(guān)閉空壓機(jī)B 18，壓力下降，活塞4回歸原位。通過(guò)大型壓力表16和大型球閥17來(lái)控制空壓機(jī)B 18傳出的總壓力，通過(guò)下地層19表面的小型壓力表15和小型球閥14控制地層各部分所接收的分壓力；上地層21、下地層19以及中部?jī)?chǔ)集層22組成的地層系下接觸面等間距的不同位置接收到大小不等的壓力作用，來(lái)模擬低幅度構(gòu)造形成時(shí)地層受到的基底隆升作用，上地層21、下地層19以及中部?jī)?chǔ)集層22組成的地層系接收到進(jìn)壓環(huán)8右側(cè)壓力管5輸送的側(cè)向壓力，來(lái)模擬低幅度構(gòu)造形成時(shí)地層受到的側(cè)向擠壓應(yīng)力作用。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1內(nèi)可完整記錄下低幅度構(gòu)造形成過(guò)程中地層各部分壓力的變化情況，關(guān)閉空壓機(jī)B 18后實(shí)驗(yàn)停止，導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M過(guò)程結(jié)束。

當(dāng)模擬地層受差異壓實(shí)作用和側(cè)向擠壓應(yīng)力作用對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)的影響時(shí)，卸掉下地層19表面的壓力管5，接入上地層21表面的壓力管5，打開(kāi)空壓機(jī)A10和空壓機(jī)B 18以及大型球閥17開(kāi)關(guān)，打開(kāi)地層系上部和進(jìn)壓環(huán)8右側(cè)的小型球閥14開(kāi)關(guān)，隨著上地層19所接壓力管5內(nèi)活塞4上部壓力逐漸增加，將推動(dòng)活塞4向下運(yùn)動(dòng)，活塞4下部空氣被壓縮，壓力增加，當(dāng)壓力管5內(nèi)傳遞壓力達(dá)到30Mpa時(shí)地層開(kāi)始發(fā)生低幅度構(gòu)造變形，壓力持續(xù)增加，層系內(nèi)低幅度構(gòu)造達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖冃纬潭群螅P(guān)閉空壓機(jī)A10，壓力下降，活塞4回歸原位；在地層右側(cè)，隨著進(jìn)壓環(huán)8所接壓力管5內(nèi)活塞4右側(cè)壓力逐漸增加，將會(huì)推動(dòng)活塞4向左運(yùn)動(dòng)，活塞4左部空氣被壓縮，壓力增加，當(dāng)側(cè)向壓力管5內(nèi)傳遞壓力達(dá)到120Mpa時(shí)地層開(kāi)始發(fā)生側(cè)向擠壓應(yīng)力變形，壓力持續(xù)增加，層系內(nèi)低幅度構(gòu)造達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖冃纬潭群螅P(guān)閉空壓機(jī)A 18，壓力下降，活塞4回歸原位。通過(guò)大型壓力表16和大型球閥17來(lái)控制空壓機(jī)B 18、空壓機(jī)A10傳出的總壓力，通過(guò)上地層21表面的小型壓力表15和小型球閥14控制地層各部分所接收的分壓力，使上地層21、下地層19以及中部?jī)?chǔ)集層22組成的地層系上接觸面等間距的不同位置接收到大小不等的壓力作用，來(lái)模擬低幅度構(gòu)造形成時(shí)地層受到的差異壓實(shí)作用，使上地層21、下地層19以及中部?jī)?chǔ)集層22組成的地層系接收到進(jìn)壓環(huán)8右側(cè)壓力管5輸送的側(cè)向壓力，來(lái)模擬低幅度構(gòu)造形成時(shí)地層受到的側(cè)向擠壓應(yīng)力作用。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1內(nèi)可完整記錄下低幅度構(gòu)造形成過(guò)程中地層各部分壓力的變化情況，關(guān)閉空壓機(jī)B 18、空壓機(jī)A10后實(shí)驗(yàn)停止，導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M過(guò)程結(jié)束。實(shí)驗(yàn)過(guò)程通過(guò)高速攝像機(jī)11透過(guò)箱體2玻璃記錄下了不同成因條件地層中低幅度構(gòu)造的產(chǎn)生及形態(tài)變化過(guò)程，這將為多種成因條件對(duì)低幅度構(gòu)造形態(tài)影響研究提供有力的參考依據(jù)。