三维高温高压油气运移物理模拟装置

1.一种三维高温高压油气运移物理模拟装置，至少包括模型上封盖(2)、模型下封盖(21)和模型腔体(1)，其特征在于：模型上封盖(2)与模型腔体(1)之间以及模型下封盖(21)与模型腔体(1)之间采用高强度螺栓(22)连接；模型上封盖(2)连接有承压活塞(14)，模型下封盖(21)上均布测量电极座(26)安装孔，安装饱和度测量电极束(23)，电极束(23)包括饱和度电极丝(30)、饱和度伴行丝(31)；模型腔体(1)内可设置由散砂样(24)填装的地质模型。
2.根据权利要求1所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是模型腔体内(1)四周拐角为圆角，模型腔体(1)内四周内壁打毛。
3.根据权利要求1所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是模型腔体内(1)四周安装有一个以上的转接头(18)，在转接头(18)上可安装不锈钢管线(17)，不锈钢管线(17)上可设有通孔。
4.根据权利要求1所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是测量电极束(23)主要由电极座(26)、密封圈(29)、饱和度电极丝(30)和饱和度伴随丝(31)组成，饱和度电极丝(30)和饱和度伴随丝(31)表面有绝缘保护层，仅在局部裸露，形成电极对。
5.根据权利要求1或4所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是电极座(26)上还可以安装有测压管线(33)，通过快速接头(19)与外部压力传感器连接，末端进入模型腔体(1)不同位置；测压管线(33)采用四氟密封环(34)密封，并在测压管线末端安装过滤芯(32)。
6.根据权利要求5所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是测压管线(33)联通注入或采出装置。
7.根据权利要求1或4所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是饱和度电极丝(30)和测压管线(33)通过压帽(25)固定在安装在电极座(26)上，压帽(25)与电极座(26)螺旋连接，测压管线(33)及饱和度电极丝(30)可上下滑动。
8.根据权利要求1所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是上封盖(2)开有高压泵接口(16)并与外部高压泵连接，承压活塞(14)上连接有引向杆(7)，引向杆(7)上安装有位移传感器。
9.根据权利要求1所述的三维高温高压油气运移物理模拟装置，其特征是在模型下封盖(21)与模型腔体1)之间安装有下封盖隔板(20)，下封盖隔板(20)上设有均匀分布的小孔，形成有限空间的面渗透腔体(15)，下封盖隔板(20)与模型下封盖(21)之间设有防砂过滤网。

三维高温高压油气运移物理模拟装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及油气成藏技术，是用于模拟地下高温高压条件下不同地质体的油气运聚过程的三维高温高压油气运移物理模拟装置。\n背景技术\n[0002] 油气成藏研究对于油气勘探意义重大，而在实验室实现地下高温高压条件下，不同地质体的油气运聚过程的物理模拟是油气成藏研究的一个重要课题。目前三维高温高压油气运移物理模拟主要是通过CT或者核磁共振的方式实现，它是通过对实验过程中多个不连续的实验点进行扫描、切片，来分析整个油气运聚过程。这种方式对每个实验点的测量准确度非常高，但主要存在以下三个问题：①实验成本非常高；②不能实现对整个实验过程的实时追踪；③实验过程中存在辐射效应，长期从事这种实验研究，对实验人员的身体健康不利。\n发明内容\n[0003] 本实用新型的目的在于提供一种低成本、环保、无辐射的可以对实验过程进行实时追踪的三维高温高压油气运移物理模拟装置。\n[0004] 本实用新型提供以下技术方案：\n[0005] 本实用新型至少包括模型上封盖2、模型下封盖21和模型腔体1，模型上封盖2与模型腔体1之间以及模型下封盖21与模型腔体1之间采用高强度螺栓22连接；模型上封盖2连接有承压活塞14，模型下封盖21上均布测量电极座26安装孔，安装饱和度测量电极束23，电极束23包括饱和度电极丝30、饱和度伴行丝31；模型腔体1内可设置由散砂样\n24填装的地质模型。\n[0006] 模型腔体内1四周拐角为圆角，模型腔体1内四周内壁打毛。\n[0007] 模型腔体内1四周安装有一个以上的转接头18，在转接头18上可安装不锈钢管线\n17，不锈钢管线17上可设有通孔。\n[0008] 模型下封盖21上均布的测量电极座26安装孔，测量电极束23主要由电极座26、密封圈29、饱和度电极丝30和饱和度伴随丝31组成，饱和度电极丝30和饱和度伴随丝31表面有绝缘保护层，仅在局部裸露，形成电极对。\n[0009] 电极座26上还可以安装有测压管线33，通过快速接头19与外部压力传感器连接，末端进入模型腔体1不同位置；测压管线33采用四氟密封环34密封，并在测压管线末端安装过滤芯32。\n[0010] 测压管线33联通注入或采出装置。\n[0011] 饱和度电极丝30和测压管线33通过压帽25固定在安装在电极座26上，压帽25与电极座26螺旋连接，测压管线33及饱和度电极丝30可可上下滑动。\n[0012] 上封盖2开有高压泵接口16并与外部高压泵连接，承压活塞14上连接有引向杆\n7，引向杆7上安装有位移传感器。\n[0013] 在模型下封盖21与模型腔体1之间安装有下封盖隔板20，下封盖隔板20上设有均匀分布的小孔，形成有限空间的面渗透腔体15，下封盖隔板20与模型下封盖21之间设有防砂过滤网。\n[0014] 本实用新型能够实现对高温高压条件下油气运移路径的实时追踪，并且实验过程环保、无辐射。\n附图说明\n[0015] 图1本实用新型正面结构示意图；\n[0016] 图2本实用新型侧面结构示意图；\n[0017] 图3本实用新型饱和度电极束结构示意图。\n具体实施方式\n[0018] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。\n[0019] 本实用新型至少包括模型上封盖2、模型下封盖21和模型腔体1(图1)，模型上封盖2与模型腔体1之间以及模型下封盖21与模型腔体1之间采用高强度螺栓22连接(图\n2)；模型上封盖2连接有承压活塞14，用于模拟地层的上覆压力，实现模型的挤压(图1)；\n模型下封盖21上均布测量电极座26安装孔，可安装饱和度测量电极束，主要包括饱和度电极丝30、饱和度伴行丝31(图3)；模型腔体1内可设置由散砂样24填装的地质模型。\n[0020] 模型腔体内1四周拐角为圆角，模型腔体1内四周内壁打毛，以阻止介质沿边界渗流，减小边界效应。模型腔体内1四周安装有一个以上的转接头18，在转接头18上可安装不锈钢管线17，不锈钢管线17上可设有通孔，用于测压或注入/采出。模型下封盖21上均布的测量电极座26安装孔，测量电极束主要由电极座26、密封圈29、饱和度电极丝30和饱和度伴随丝31组成，饱和度电极丝30和饱和度伴随丝31表面有绝缘保护层，仅在局部裸露，形成电极对。电极座26上还可以安装有测压管线33，末端埋入预先设计的不同位置，通过快速接头19与外部压力传感器连接，可以监测模型内部特定位置的压力，测压管线33采用四氟密封环34密封，并通过在测压管线末端安装过滤芯32实现管线防砂。测压管线33也可以用于注入或采出流体。饱和度电极丝30和测压管线33通过压帽25固定在安装在电极座26上，卸去压帽25，使用专用工具可调节测压管线33及饱和度电极丝30在模型中的深浅。该装置通过高压泵接口16可与外部高压泵连接，高压泵可向承压活塞14定量施压；承压活塞14上连接有引向杆7，引向杆7上安装有位移传感器，可精确测量压实位移。\n在模型下封盖21与模型腔体1之间安装有下封盖隔板20，下封盖隔板20上设有均匀分布的小孔，形成有限空间的面渗透腔体15，下封盖隔板20与模型下封盖21之间设有防砂过滤网，以防堵塞孔道。\n[0021] 通常模型下封盖21与模型腔体1不拆卸，实验准备过程主要包括对不同粒级的散砂样24进行饱和度标定；根据地质模型安装饱和度测量电极束(通过电缆与数据采集板相连接)；填装地质模型；将模型上封盖2与模型腔体1连接；设置模拟地层上覆压力的挤压应力；抽真空；饱和水。实验过程中，将油气注入模型，模型内流体通过出口采出。由于油气导电性能差，油气充注的地方形成信号的阻断，饱和度测量电极电压值增大。根据这一原理，结合实验前的标定结果，可以判断油气所运移到的位置，并通过计算机软件形成三维图像，实现对油气运移路径的实时追踪。\n[0022] 本实用新型图2至图3各零部件编号如下：1-模型腔体，2-模型上封盖，3-立杆，4-螺母，5-扶正器，6-导向环，7-导向杆，8-防尘圈，9-密封圈，10-扶正套，11-上封盖隔板，12-密封圈，13-活塞压板，14-承压活塞，15-面渗透腔体，16-高压泵接口，17-不锈钢管线，18-转接头，19-快速接头，20-下封盖隔板，21-模型下封盖，22-高强度螺栓，\n23-饱和度电极束，24-散砂样，25-压帽，26-电极座，27-密封圈，28-饱和度电极丝保护层，29-密封圈 15×1.9，30-饱和度电极丝，31-饱和度伴随丝，32-过滤芯，33-测压管线\n2×0.5，34-四氟密封环，35-密封圈 4×1。\n[0023] 以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。