一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型

1.一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型，包括两块方形PMMA板，分别为底板（1）及面板（2）；还包括四条密封条（3）及五块正方形井口补强PMMA板，其特征在于：上述四条密封条（3）首尾相连围成与底板（1）或面板（2）形状相同的方框，所述方框密封粘接在底板（1）的上表面和面板（2）的下表面之间，方框各边距离底板（1）或面板（2）的各边的距离相等；底板（1）的上表面及面板（2）的下表面分别粘接石英砂，粘接的石英砂层厚度与石英砂粒径相当，粘接的石英砂粒之间留有空隙；五块正方形井口补强PMMA板分别为四块采出井口补强板（4）及一块注入井口补强板（5），这五块井口补强PMMA板按照五点法方式粘接在面板（2）的上表面，且分别在这五块井口补强PMMA板的中心加工有贯穿井口补强PMMA板及面板的螺纹孔（6），该螺纹孔（6）与室内注采实验设备相连；底板（1）与面板（2）围成的空间内填入设计要求的石英砂，形成均质或非均质砂层。

一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种用于油藏流体渗流室内实验的用品，特别是涉及油气田开发过程进行室内物理模拟驱替机理研究、化学助剂及采油助剂的研究和效果评价过程中使用的一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型。\n背景技术\n[0002] 目前，在研究油气田开发过程中物理驱替效果和评价各类化学助剂所用的模型主要有：①钻取自地层的天然圆柱形岩心和人造的条状、平板岩心，是目前广泛应用于室内物理模拟的一种重要手段。优点是：机械强度高，可承受高温高压，成本较低。缺点是：其驱替过程均不可视，不能进行图像的分析，不能实时对实验中问题进行准确判断；②微观玻璃蚀刻模型，采用光化学蚀刻技术工艺，将天然岩心的孔隙结构光刻到平面玻璃上。优点是：驱替过程可视，可进行图像处理，可重复使用。缺点是：不具备真实岩心的砂岩颗粒表面，尺寸小，成本高。③玻璃平板模型，一般在两片玻璃间夹砂或用胶粘剂将砂胶结，优点是：驱替过程可视，可进行图像处理，缺点是：机械强度低，承压低，不易与驱油设备相连。\n发明内容\n[0003] 本实用新型的目的是针对背景技术中存在的问题，提供一种用于驱油实验的新型可视化平面填砂模型，该模型结实耐用、可视化程度高、并可方便实现模型井口与室内物理模拟注采设备的连接。\n[0004] 为实现上述发明目的，本申请所采用的技术方案是：一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型，包括两块方形PMMA板，分别为底板及面板；还包括四条密封条及五块正方形井口补强PMMA板，上述四条密封条首尾相连围成与底板或面板形状相同的方框，所述方框密封粘接在底板的上表面和面板的下表面之间，方框各边距离底板或面板的各边的距离相等；底板的上表面及面板的下表面分别粘接石英砂，粘接的石英砂层厚度与石英砂粒径相当，粘接的石英砂粒之间留有空隙；五块正方形井口补强PMMA板分别为四块采出井口补强板及一块注入井口补强板，这五块井口补强PMMA板按照五点法方式粘接在面板的上表面，且分别在这五块井口补强PMMA板的中心加工有贯穿补强板及面板的螺纹孔，该螺纹孔与室内注采实验设备相连；底板与面板围成的空间内填入设计要求的石英砂，形成均质或非均质砂层。\n[0005] 有益效果：（1）具备真实岩心的砂岩颗粒表面，可模拟实际油藏，克服了微观玻璃蚀刻模型不具备真实岩心的砂岩颗粒表面缺点；（2）井口采用了钻孔、攻丝方式，克服了微观玻璃蚀刻模型和玻璃平板模型不易与注采实验设备相连接的缺点，可方便实现模型井口与室内物理模拟注采设备的连接。（3）由于在内表面粘砂，避免了实验过程中内表面的串流；（4）由于模型采用PMMA板制成，其强度较高克服了微观玻璃蚀刻模型和玻璃平板模型易损坏的缺点；（5）PMMA板透光率较高，可获得更佳的可视效果。\n附图说明\n[0006] 图1是本实用新型的可视化平面填砂模型的结构示意图。\n[0007] 图2是可视化平面填砂模型的底板及密封条、粘接石英砂层的结构示意图。\n[0008] 图3是可视化平面填砂模型的面板及补强板的结构示意图。\n[0009] 图中：底板-1、面板-2、密封条-3、采出井口补强板-4、注入井口补强板-5、螺纹孔-6。\n具体实施方式\n[0010] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：\n[0011] 由图1结合图2、图3所示：一种用于驱油实验的可视化平面填砂模型，包括两块方形PMMA板，分别为底板1及面板2；还包括四条密封条3及五块正方形井口补强PMMA板，其中四条密封条3首尾相连围成与底板1或面板2形状相同的方框，所述方框密封粘接在底板1的上表面和面板2的下表面之间，方框各边距离底板1或面板2的各边的距离相等；\n底板1的上表面及面板2的下表面分别粘接石英砂，粘接的石英砂层厚度与石英砂粒径相当，粘接的石英砂粒之间留有空隙；五块正方形井口补强PMMA板分别为四块采出井口补强板4及一块注入井口补强板5，这五块井口补强PMMA板按照五点法方式粘接在面板2的上表面上，且分别在这五块井口补强PMMA板的中心加工有贯穿补强板及面板的螺纹孔6，该螺纹孔6与室内注采实验设备相连；底板1与面板2围成的空间内填入设计要求的石英砂，形成均质或非均质砂层。\n[0012] 下面详细说明该可可视化平面填砂模型的具体制作过程：\n[0013] ①透明平板准备： \n[0014] 材质：PMMA板（聚甲基丙烯酸甲酯板，俗称亚克力板）；\n[0015] 厚度：厚度为2mm和7mm两种；\n[0016] 尺寸：将7mm PMMA板用雕刻机切割成240×240mm正方形2块用于底板和面板，\n28×28mm正方形5块用于井口补强板。将2mm厚PMMA板切割成15×230 mm矩形2条，\n15×200mm矩形2条用于边框密封条；\n[0017] 清洗干燥后待用。\n[0018] ②岩心填料准备：一定目数石英砂或天然岩心粉末。\n[0019] ③粘结：a.1块240×240mm正方形板用于底板，取2条15×230 mm和1条\n15×200mm矩形距离底板边框5mm围成半框。分别用三氯甲烷粘于底板上，指压去除三氯甲烷中气泡保持1min后完成粘结；\n[0020] b.1块240×240mm正方形板用于面板，如图3所示，取5块28×28mm正方形按照5点法方式布于面板上，其中采出井口补强板边框距离面板边框20mm，注入井位于面板形心。\n分别用三氯甲烷粘于面板上，指压去除三氯甲烷中气泡保持0.5min后完成粘结。\n[0021] ④内表面粘砂\n[0022] 按照设计要求，在底板和面板上分别均匀洒上石英砂，并布置成均质或非均质形式，保证底板和面板完全一致，如图1及图2，在砂子表面均匀滴上三氯甲烷，10min砂子干后用铲子刮掉多余砂。此时，薄层石英砂粘在面板和底板内表面，既保证模型可视，又避免其他类似模型由于表面光滑使模型内流体从模型表面串流的缺点。\n[0023] ⑤钻孔、攻丝\n[0024] 用钻床在面板上5个井口补强板中心钻孔，钻头直径6.7mm，用直径6.8mm手用丝锥攻丝，用于井口与室内注采实验设备的连接。\n[0025] ⑥粘结：用三氯甲烷粘结面板和底板，指压去除三氯甲烷中气泡保持0.5min后完成粘结。\n[0026] ⑦填砂：从模型的未粘结一侧填入石英砂，每装入一定量石英砂后用力砸实，保证每次砸实力度相同，并按照布好的高低渗透区填砂。\n[0027] ⑧填砂口密封：将1条15×200mm矩形密封条涂抹丙烯酸改性环氧胶后放入填砂口，用夹子固定10min后完成密封。\n[0028] ⑨模型密封：将均匀混合的丙烯酸改性环氧胶注射器抽取后注入模型四边预留的\n5mm缝内。胶固化后完成整个模型的密封。\n[0029] 使用方法：在模拟预定实验条件下，将注入设备与注入井口相连接，将采出井口与管线计量设备相连接，注入水或聚合物等驱油剂，可观察在不同预定方案的实验过程中驱替过程，同时可用摄像、照相等设备实施观察、采集实验数据，用于波及体积等参数的计算及渗流机理研究等。