可视化平面玻璃模型及其制作方法技术

本发明专利技术提供能够避免点状注入引起的末端效应和驱替过程中流体沿模型两侧边缘发生的串流的可视化平面玻璃模型及其制作方法，该模型包括玻璃腔体和填充在玻璃腔体中的玻璃微珠，玻璃腔体由前玻璃板、后玻璃板、上玻璃分隔条、下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻璃分隔条构成，玻璃微珠包括多个渗流玻璃微珠，多个导流玻璃微珠和多个封隔玻璃微珠，并且多个渗流玻璃微珠以阵列形式排列在玻璃腔体的内部空腔中央，多个导流玻璃微珠以阵列形式排列在多个渗流玻璃微珠上下两侧且多个封隔玻璃微珠以阵列形式排列在多个渗流玻璃微珠左右两侧，其中导流玻璃微珠的平均粒径大于渗流玻璃微珠的平均粒径且渗流玻璃微珠的平均粒径大于封隔玻璃微珠的平均粒径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可视化平面玻璃模型或装置及其制作方法，尤其是涉及一种用于观测油、气、水在孔隙介质中流动和驱替现象与过程的可视化平面玻璃模型或装置及其制作方法。
技术介绍
直接观测油、气、水在孔隙介质的流动和驱替现象与过程有助于认识油气二次运移机理和提高采收率机理研究与效果评价。利用天然岩心和人造岩心开展的驱替实验对于认识渗流机理起到了重要作用，但是由于无法直接观测流体在孔隙介质中的分布规律，因此也制约了渗流机理研究的进一步深入。利用平面可视化渗流模型可以直接观测油、气、水在孔隙介质的流动和驱替现象与过程，促进渗流机理的深入研究。文献《石油幕式运移实验研究》公布了一种制作可视化平面填充运移模型的制作方法，该模型主要由两块玻璃板、玻璃条及玻璃微珠组成，两块玻璃板平行放置，玻璃条贴近玻璃板边缘放置在两玻璃板之间，将两玻璃板隔开一定的间隙，并将玻璃微珠填充在该间隙内，用UV胶将玻璃板和玻璃条粘结在一起，并在玻璃板四周涂抹玻璃胶进行密封。该模型存在如下缺陷：①由于玻璃微珠和玻璃板之间的堆积孔隙要比玻璃微珠之间的堆积孔隙大，这会使得流体贴着玻璃板发生串流；②随着煤油被注入模型，模型内部的流体压力升高，导致两玻璃板变形并使玻璃板之间的间隙增大，由于玻璃微珠之间没有相互粘结，玻璃微珠的排列会随着玻璃板变形而发生变化，并产生缝隙，影响实验结果；③难以重复利用，不便于开展对比试验。
技术实现思路
>为克服上述渗流模型或装置所存在的一个或多个缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可视化平面玻璃模型及其制作方法，所述可视化平面玻璃模型能够有效避免因点状注入引起的末端效应和驱替过程中流体沿模型两侧边缘发生的串流。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于观测流体流动和驱替过程及现象的可视化平面玻璃模型，其包括具有内部空腔的玻璃腔体以及充满玻璃腔体的内部空腔的玻璃微珠，所述玻璃腔体由前玻璃板、后玻璃板、上玻璃分隔条、下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻璃分隔条构成并且具有贯穿所述上玻璃分隔条的流体入口和贯穿所述下玻璃分隔条的流体出口，所述流体经由流体入口流入，流经玻璃微珠之间以及玻璃微珠与玻璃腔体壁之间的流动通道并且经由流体出口流出，其特征在于：所述玻璃微珠包括多个渗流玻璃微珠，多个导流玻璃微珠以及多个封隔玻璃微珠，并且所述多个渗流玻璃微珠以阵列的形式排列在所述玻璃腔体的内部空腔中央，所述多个导流玻璃微珠以阵列的形式排列在所述多个渗流玻璃微珠的上下两侧，并且所述多个封隔玻璃微珠以阵列的形式排列在所述多个渗流玻璃微珠的左右两侧，其中所述导流玻璃微珠的粒径大于所述渗流玻璃微珠的粒径，并且所述渗流玻璃微珠的粒径大于所述封隔玻璃微珠的粒径。根据本专利技术，可以提供一种能够有效避免因点状注入引起的末端效应和驱替过程中流体沿模型两侧边缘发生的串流的可视化平面玻璃模型。根据本专利技术的可视化平面玻璃模型的一个优选实施方案，所述导流玻璃微珠的粒径为所述渗流玻璃微珠的粒径的1.3～1.7倍，并且所述封隔玻璃微珠的粒径为所述渗流玻璃微珠的粒径的0.4～0.7倍。根据本专利技术的该优选实施方案，可以可靠地防止上下导流玻璃微珠之间的渗流玻璃微珠进入到导流玻璃微珠之间的堆积孔隙并且保证封隔效果且防止封隔玻璃微珠进入渗流玻璃微珠之间的堆积孔隙。根据本专利技术的可视化平面玻璃模型的一个优选实施方案，所述玻璃微珠的表面彼此之间以及与所述玻璃腔体壁之间是固结或粘连的。根据本专利技术的该优选实施方案，可以防止在渗流实验中受注入流体压力的影响而导致的玻璃微珠的重新排列，同时，减小玻璃微珠和玻璃板之间的堆积孔隙，防止实验过程中流体沿前后玻璃板表面发生串流。根据本专利技术的可视化平面玻璃模型的一个优选实施方案，所述前玻璃板、后玻璃板、上玻璃分隔条、下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻璃分隔条是独立的并且用粘合剂粘接以形成所述玻璃腔体。根据本专利技术的可视化平面玻璃模型的一个优选实施方案，所述前玻璃板、后玻璃板、下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻璃分隔条为整体并且与所述上玻璃分隔条用粘合剂粘接以形成所述玻璃腔体。根据本专利技术的可视化平面玻璃模型的一个优选实施方案，所述玻璃腔体在其上、下、左、右四侧均密封有玻璃胶。根据本专利技术的该优选实施方案，可以强化可视化平面玻璃模型的密封效果，确保模型在实验过程中不发生流体渗漏。根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于制作上述可视化平面玻璃模型的方法，该方法包括以下步骤：a)提供具有内部空腔并且在相对的两侧中一侧开放并且相对侧带通孔的玻璃腔体；b)将多个渗流玻璃微珠、多个导流玻璃微珠和多个封隔玻璃微珠从玻璃腔体的开放侧填充至该玻璃腔体的内部空腔中，使得所述多个渗流玻璃微珠以阵列的形式排列在玻璃腔体的内部空腔中央，所述多个导流玻璃微珠以阵列的形式排列在所述多个渗流玻璃微珠的上下两侧，并且所述多个封隔玻璃微珠以阵列的形式排列在所述多个渗流玻璃微珠的左右两侧，其中所述导流玻璃微珠的粒径大于所述渗流玻璃微珠的粒径，并且所述渗流玻璃微珠的粒径大于所述封隔玻璃微珠的粒径；和c)用带通孔的玻璃分隔条封闭玻璃腔体的开放侧以得到所述可视化平面玻璃模型。根据本专利技术，可以提供一种能够有效避免因点状注入引起的末端效应和驱替过程中流体沿模型两侧边缘发生的串流的可视化平面玻璃模型。根据本专利技术的方法的一个优选实施方案，所述方法还包括以下步骤：在所述步骤c)之后，将所述可视化平面玻璃模型烧结，以使所述玻璃微珠的表面彼此之间以及与玻璃腔体壁之间相互固结或粘连。根据本专利技术的该优选实施方案，可以防止在渗流实验中受注入流体压力的影响而导致的玻璃微珠的重新排列，同时，减小玻璃微珠和玻璃板之间的堆积孔隙，防止实验过程中流体沿前后玻璃板表面发生串流。根据本专利技术的方法的一个优选实施方案，所述方法还包括以下步骤：在所述步骤a)之前，对构成玻璃腔体的所有玻璃板和玻璃分隔条以及填充至所述内部空腔中的玻璃微珠进行亲水化处理。根据本专利技术的方法的一个优选实施方案，所述亲水化处理步骤包括：将前后玻璃板、所有玻璃分隔条和玻璃微珠在500℃下加热以除去其上的有机质，并且在冷却至常温后分别用强酸和强碱溶液清洗，再用清水漂洗至中性。根据本专利技术的方法的一个优选实施方案，所述步骤a)包括：用粘合剂粘接所述玻璃板和玻璃分隔条。根据本专利技术的方法的一个优选实施方案，所述方法还包括以下步骤：将所述可视化平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于观测流体流动和驱替过程及现象的可视化平面玻璃模型，其包括具有内部空腔的玻璃腔体以及充满玻璃腔体的内部空腔的玻璃微珠，所述玻璃腔体由前玻璃板、后玻璃板、具有开口作为流体入口的上玻璃分隔条、具有开口作为流体出口的下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻璃分隔条构成，所述流体经由流体入口流入，流经玻璃微珠之间以及玻璃微珠与玻璃腔体壁之间的流动通道并且经由流体出口流出，其特征在于：所述玻璃微珠包括多个渗流玻璃微珠，多个导流玻璃微珠以及多个封隔玻璃微珠，并且所述多个渗流玻璃微珠以阵列的形式排列在所述玻璃腔体的内部空腔中央，所述多个导流玻璃微珠以阵列的形式排列在所述多个渗流玻璃微珠的上下两侧，并且所述多个封隔玻璃微珠以阵列的形式排列在所述多个渗流玻璃微珠的左右两侧，其中所述导流玻璃微珠的平均粒径大于所述渗流玻璃微珠的平均粒径，并且所述渗流玻璃微珠的平均粒径大于所述封隔玻璃微珠的平均粒径。

【技术特征摘要】
1.一种用于观测流体流动和驱替过程及现象的可视化平面玻璃模型，
其包括具有内部空腔的玻璃腔体以及充满玻璃腔体的内部空腔的玻璃微
珠，所述玻璃腔体由前玻璃板、后玻璃板、具有开口作为流体入口的上玻
璃分隔条、具有开口作为流体出口的下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻
璃分隔条构成，所述流体经由流体入口流入，流经玻璃微珠之间以及玻璃
微珠与玻璃腔体壁之间的流动通道并且经由流体出口流出，其特征在于：
所述玻璃微珠包括多个渗流玻璃微珠，多个导流玻璃微珠以及多个封隔玻
璃微珠，并且所述多个渗流玻璃微珠以阵列的形式排列在所述玻璃腔体的
内部空腔中央，所述多个导流玻璃微珠以阵列的形式排列在所述多个渗流
玻璃微珠的上下两侧，并且所述多个封隔玻璃微珠以阵列的形式排列在所
述多个渗流玻璃微珠的左右两侧，其中所述导流玻璃微珠的平均粒径大于
所述渗流玻璃微珠的平均粒径，并且所述渗流玻璃微珠的平均粒径大于所
述封隔玻璃微珠的平均粒径。
2.权利要求1所述的可视化平面玻璃模型，其特征在于：所述导流
玻璃微珠的平均粒径为所述渗流玻璃微珠的平均粒径的1.3～1.7倍，并且
所述封隔玻璃微珠的平均粒径为所述渗流玻璃微珠的平均粒径的0.4～0.7
倍。
3.权利要求1或2所述的可视化平面玻璃模型，其特征在于：所述
玻璃微珠的表面彼此之间以及与所述玻璃腔体壁之间是固结或粘连的。
4.权利要求1或2所述的可视化平面玻璃模型，其特征在于：所述
前玻璃板、后玻璃板、上玻璃分隔条、下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右
玻璃分隔条是独立的并且用粘合剂粘接以形成所述玻璃腔体。
5.权利要求1或2所述的可视化平面玻璃模型，其特征在于：所述
前玻璃板、后玻璃板、下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻璃分隔条为整
体并且与所述上玻璃分隔条用粘合剂粘接以形成所述玻璃腔体。
6.权利要求4所述的可视化平面玻璃模型，其特征在于：所述玻璃
腔体在其上、下、左、右四侧均密封有玻璃胶。
7.一种用于制作权利要求1-6中任一项所述的可视化平面玻璃模型

\t的方法，该方法包括以下步骤：
a)提供具有内部空腔并且由前玻璃板、后玻璃板、具有开口作为流体
出口的下玻璃分隔条、左玻璃分隔条和右玻璃分隔条构成且上侧开放的玻
璃腔体；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓容，闫建钊，张立宽，雷裕红，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11