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可视二维模型
所属分类: 岩心夹持器、物理模型
可视二维模型
基于研究目标和实验装置可持续发展的考虑，构造变形与烃类充注效率物理模拟实验设备需实现以下要求：
①烃类运聚物理模拟不同于油气开发和提高采收率实验，是烃类驱替水的过程，具体而言就是在构造变形下，在水饱和的地质模型中充注烃类，研究烃类运聚的规律。
②目前烃类运聚物理模拟主要采用微观、一维、二维等多种类型的模型，本课题主要针对三维模型进行研究和设计。
③本课题实验所采用的地质构造断裂模型是通过装置应力加载单元实际产生的，而不是人为预制模型，因此构造变形与烃类充注效率物理模拟实验装置应具备动力加载单元，结合断裂体系形成主控因素，通过对实验模型进行挤压、拉张、剪切、弯扭及组合应力加载，构建烃类运聚所需要的断裂模型。
④实现构造变形下油气运移模拟实验，首先要实现实验模型的密封，还要充分考虑充注点的位置、充注方式、卸压等关键问题，同时实现烃类在模型中的动态运聚过程的半定量、定量检测，也是本课题的需要攻关的一个难点和创新。
⑤考虑到浮力是烃类运聚的主要动力之一，本课题研制的构造变形与烃类充注效率物理模拟实验装置能够在封闭的水饱和环境下，实现以浮力为动力机制地油气运移模拟实验。
⑥考虑到装置的升级需要，装置具有各功能模块化、整体开放式、操作简便和自动化程度高等特性，且总体达到国际领先水平。
按照上述分析，该实验系统应该具有如下特征：
①实验材料应与地质体材料具有良好的相似性，重点对能够模拟塑性和能够承受拉张力作用的材料进行研究和设计。
②实验装置应与构成模拟断裂系统的边界条件相似，如模拟层间水封闭性、围压和上覆岩压、温度场等边界条件。
③加载系统应具备足够的加载力，可以使实验材料产生断裂、褶皱等需要的构造变形。
④实验系统应具备挤压、剪切、扭张及组合应力加载形式。
⑤实验系统应实时监测记录烃类注入、产出、动态运聚过程、应力加载等信息，为断裂系统运移效率综合评价奠定基础。
⑥实验系统应具备良好的密封条件。
2、实验装置概念设计
考虑到地质院构造物理模拟实验系统仅能够完成地质模型的构造变形模拟，为了完成本课题的研究，需要构建能够进行不同应力机制下构造变形与油气运移实验相结合的公共实验平台，因此在充分利用原有实验装置的基础上，需要研制充注系统（完成油水两相流体的注入，此模块是原构造物理模拟系统不具备的，根据项目需要属于新增功能部分）、测量系统（监测实验过程中含油饱和度、流量等参数的分布信息，新增模块）、控制系统（实现系统的注入控制、数据处理、应力机制加载、安全保护等功能控制，属于新增研制部分）、模型系统（充分考虑地质演化史及温压条件，需要设计多种类型的模型系统）、变形系统（现有构造物理模拟装置应力加载范围小、无法实现水密封和材料应用范围小等缺点，课题组在考虑各种因素后提出了部分改造和重新设计相结合的方案，来完成构造变形的功能）和辅助系统（为配合实验完成所必需的各种辅助设备和工具，属于实验平台必备部分），拟设计的构造变形与烃类充注效率的模拟实验装置设备组成如图2-2所示。根据所实现实验目标和装置的功能，课题组认为该装置的设计关键和难点主要有：
①如何既能方便对实验模型进行应力加载，形成所需的可控断裂系统，又能在烃类运聚实验中，保障实验模型与边界设置系统之间的动态密封。
②如何实现烃类运聚过程中实验模型三维空间的动态定量过程观测。
③如何根据实验检测系统采集信息，实现实验模型断裂系统的烃类运聚效率有效评价。
④如何将机电、检测、控制系统与地质目标有效结合。
　
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