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可視二維模型
所屬分類: 巖心夾持器、物理模型
可視二維模型
基于研究目標和實驗裝置可持續(xù)發(fā)展的考慮，構造變形與烴類充注效率物理模擬實驗設備需實現(xiàn)以下要求：
①烴類運聚物理模擬不同于油氣開發(fā)和提高采收率實驗，是烴類驅替水的過程，具體而言就是在構造變形下，在水飽和的地質模型中充注烴類，研究烴類運聚的規(guī)律。
②目前烴類運聚物理模擬主要采用微觀、一維、二維等多種類型的模型，本課題主要針對三維模型進行研究和設計。
③本課題實驗所采用的地質構造斷裂模型是通過裝置應力加載單元實際產生的，而不是人為預制模型，因此構造變形與烴類充注效率物理模擬實驗裝置應具備動力加載單元，結合斷裂體系形成主控因素，通過對實驗模型進行擠壓、拉張、剪切、彎扭及組合應力加載，構建烴類運聚所需要的斷裂模型。
④實現(xiàn)構造變形下油氣運移模擬實驗，首先要實現(xiàn)實驗模型的密封，還要充分考慮充注點的位置、充注方式、卸壓等關鍵問題，同時實現(xiàn)烴類在模型中的動態(tài)運聚過程的半定量、定量檢測，也是本課題的需要攻關的一個難點和創(chuàng)新。
⑤考慮到浮力是烴類運聚的主要動力之一，本課題研制的構造變形與烴類充注效率物理模擬實驗裝置能夠在封閉的水飽和環(huán)境下，實現(xiàn)以浮力為動力機制地油氣運移模擬實驗。
⑥考慮到裝置的升級需要，裝置具有各功能模塊化、整體開放式、操作簡便和自動化程度高等特性，且總體達到國際領先水平。
按照上述分析，該實驗系統(tǒng)應該具有如下特征：
①實驗材料應與地質體材料具有良好的相似性，重點對能夠模擬塑性和能夠承受拉張力作用的材料進行研究和設計。
②實驗裝置應與構成模擬斷裂系統(tǒng)的邊界條件相似，如模擬層間水封閉性、圍壓和上覆巖壓、溫度場等邊界條件。
③加載系統(tǒng)應具備足夠的加載力，可以使實驗材料產生斷裂、褶皺等需要的構造變形。
④實驗系統(tǒng)應具備擠壓、剪切、扭張及組合應力加載形式。
⑤實驗系統(tǒng)應實時監(jiān)測記錄烴類注入、產出、動態(tài)運聚過程、應力加載等信息，為斷裂系統(tǒng)運移效率綜合評價奠定基礎。
⑥實驗系統(tǒng)應具備良好的密封條件。
2、實驗裝置概念設計
考慮到地質院構造物理模擬實驗系統(tǒng)僅能夠完成地質模型的構造變形模擬，為了完成本課題的研究，需要構建能夠進行不同應力機制下構造變形與油氣運移實驗相結合的公共實驗平臺，因此在充分利用原有實驗裝置的基礎上，需要研制充注系統(tǒng)（完成油水兩相流體的注入，此模塊是原構造物理模擬系統(tǒng)不具備的，根據(jù)項目需要屬于新增功能部分）、測量系統(tǒng)（監(jiān)測實驗過程中含油飽和度、流量等參數(shù)的分布信息，新增模塊）、控制系統(tǒng)（實現(xiàn)系統(tǒng)的注入控制、數(shù)據(jù)處理、應力機制加載、安全保護等功能控制，屬于新增研制部分）、模型系統(tǒng)（充分考慮地質演化史及溫壓條件，需要設計多種類型的模型系統(tǒng)）、變形系統(tǒng)（現(xiàn)有構造物理模擬裝置應力加載范圍小、無法實現(xiàn)水密封和材料應用范圍小等缺點，課題組在考慮各種因素后提出了部分改造和重新設計相結合的方案，來完成構造變形的功能）和輔助系統(tǒng)（為配合實驗完成所必需的各種輔助設備和工具，屬于實驗平臺必備部分），擬設計的構造變形與烴類充注效率的模擬實驗裝置設備組成如圖2-2所示。根據(jù)所實現(xiàn)實驗目標和裝置的功能，課題組認為該裝置的設計關鍵和難點主要有：
①如何既能方便對實驗模型進行應力加載，形成所需的可控斷裂系統(tǒng)，又能在烴類運聚實驗中，保障實驗模型與邊界設置系統(tǒng)之間的動態(tài)密封。
②如何實現(xiàn)烴類運聚過程中實驗模型三維空間的動態(tài)定量過程觀測。
③如何根據(jù)實驗檢測系統(tǒng)采集信息，實現(xiàn)實驗模型斷裂系統(tǒng)的烴類運聚效率有效評價。
④如何將機電、檢測、控制系統(tǒng)與地質目標有效結合。
　
上一張：六通閥進樣器
　
下一張：高溫高壓三維模型