一种油藏条件下分离式光学显微观察方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种油藏条件下分离式光学显微观察方法及装置。该装置包括：外模型、图像采集设备、观察设备、玻璃可视模型、载物台、分析设备和驱替设备；外模型分别与分析设备、驱替设备连接；观察设备设置在外模型的内部；图像采集设备设置在外模型的外部；载物台设置在外模型内部，载物台与玻璃可视模型连接；外模型包括筒体、上端盖和下端盖，上端盖和下端盖均设置有可视窗，上端盖和下端盖均分布有流体出入口；载物台包括固定板、横向调节单元、纵向调节单元；横向调节单元、纵向调节单元分别与固定板连接。本发明专利技术还提供了利用上述装置完成的油藏条件下光学显微观察方法。本发明专利技术提供的装置和方法适用于油藏条件的光学显微观察。

【技术实现步骤摘要】
一种油藏条件下分离式光学显微观察方法及装置
本专利技术涉及一种显微观察方法及装置，尤其涉及一种油藏条件下的光学显微观察方法和装置，属于石油开发实验

技术介绍
微观可视化实验是油藏开发实验技术中的一个关键项目。利用玻璃可视模型的透明特点，可以观察到刻蚀孔道内流体的流动现象，为科学分析奠定基础。目前，微观可视化水平向微小孔隙和高压高温方向发展，同时也对观察技术提出挑战。观察方法遇到了两个难以突破的问题：一是微小直径的孔隙要求光学物镜的物距越来越小，这与模型必须具备的耐压耐温特点相矛盾；二是目前的光学观察系统仅满足常温常压的工作条件，尚无法适应高压高温的油藏条件。现有微观可视化实验方法是物理模型与观察系统分离，如图1所示。在直径5cm视野，压力15MPa条件下，光学观察系统仅能对直径20微米的孔隙进行观察，但内部流体边界等细节仍不清晰。而观察10微米孔道只能在常压条件下进行，这与石油开发的高温高压条件相距甚远。随着刻蚀技术的发展，在玻璃上化学法刻蚀的孔道直径已可控制在2微米，为更深入的机理研究创造了条件，因而观察方法的制约矛盾越来越凸显出来。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种适用于油藏条件(室温-90℃、0MPa-30MPa)的光学显微观察装置。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种油藏条件下分离式光学显微观察装置，该油藏条件下分离式光学显微观察装置包括：外模型、图像采集设备、观察设备、玻璃可视模型、载物台、分析设备和驱替设备；其中，图像采集设备与分析设备连接、载物台与驱替设备连接；观察设备设置在外模型的内部，分析设备和驱替设备设置在外模型的外部；图像采集设备设置在外模型的外部；载物台设置在外模型的内部，载物台载放玻璃可视模型；外模型包括筒体、上端盖和下端盖，上端盖和下端盖均设置有可视窗，上端盖和下端盖均分布有流体出入口；载物台包括横向调节单元、纵向调节单元。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，玻璃可视模型、分析设备和驱替设备与现有的设备和模型相同，这里不再赘述。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，优选地，图像采集设备包括照相机，观察设备包括物镜，图像采集设备或观察设备还包括目镜。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，优选地，该油藏条件下分离式光学显微观察装置还包括物镜调节台。根据本专利技术的具体实施方式，物镜调节台设置在玻璃可视模型和上端盖玻璃窗之间，物镜与玻璃窗中心同轴。物镜放置在托环内(无连接)，当物镜下移接触玻璃可视模型的表面时，托环将与物镜脱离，避免对物镜施加压力，损伤物镜或玻璃可视模型。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，优选地，物镜调节台包括物镜托环、步进电机、齿条、连接臂、滑道和固定柱；其中，物镜托环通过连接臂与齿条连接，步进电机和齿条均固定在滑道上，滑道与固定柱连接。根据本专利技术的具体实施方式，固定柱与上端盖内壁连接紧固。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，优选地，载物台设置有固定板，固定板的中间设置有孔；孔的孔径可完全覆盖玻璃可视模型的中心区域。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，优选地，外模型的上端盖、下端盖与筒体间由O型圈密封，并用螺栓紧固。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，优选地，外模型的上端盖和下端盖上均设置有通孔。根据本专利技术的具体实施方式，外模型的上端盖和下端盖上的通孔，用于通过管线，螺丝和阀门等。根据本专利技术的具体实施方式，外模型的筒体上有2个孔，用于连接管线，起到连接玻璃模型和提供围压等作用；上端盖上有2个管线的通孔，起到连接玻璃模型和提供围压等作用；上端盖还分布了6个螺丝孔，用于固定观察设备和模型等；上端盖的中间设置有厚度小于3cm的原板耐压玻璃，物镜、目镜及工业相机之间的光线由此通过。下端盖上有2个管线的通孔，起到连接玻璃模型或提供围压等作用；下端盖的中间设置有厚度小于3cm的原板耐压玻璃，外部光源由此对玻璃模型进行照射。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，成像设备包括图像采集设备、观察设备，具体包括目镜、可调式镜筒和工业相机等，目镜将物镜所形成的图像再放大后在工业相机CCD屏成像。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，可调式镜筒包括连接环、目镜固定筒和遮光环组成。连接环起连接工业相机和目镜的作用；目镜固定筒将目镜固定，且与连接环之间由丝扣连接，可在10mm范围内调节目镜与CCD之间的距离；遮光环位于目镜固定筒下方，可沿固定筒移动，工作时与外模型上端盖的观察窗接触，防止外部光线的干扰。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，优选地，横向调节单元包括步进电机、齿轮；所述纵向调节单元包括步进电机、齿轮。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，载物台的横向调节单元和纵向调节单元用于根据需要在横向和纵向上调节载物台。根据本专利技术的具体实施方式，外模型的内部设置有固定杆，载物台通过支撑架与固定杆连接。固定杆的长短可调，用于校正玻璃可视模型与可视窗的初始位置；成像清晰程度有物镜微调完成。本专利技术还提供了一种油藏条件下分离式光学显微观察方法，其是利用上述油藏条件下分离式光学显微观察装置完成的，包括以下步骤：通过外模型注入提供围压的液体；通过驱替设备调节外模型内的压力，控制压力为0.1MPa-20MPa，围压高于控制压力3MPa；开始实验，通过观察设备观察实验过程，通过分析设备分析实验规律，完成所述油藏条件下的光学显微的观察。本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察方法中，通过驱替设备调节外模型内的压力，控制压力为20MPa。本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察方法中，优选地，调节压力时，升压速度为0.001MPa/min-0.1MPa/min；更优选地，升压速度为0.1MPa/min。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，涉及的步进电机由电池驱动和红外信号遥控，整体不需要有电源线、数据线从外模型中穿过，杜绝了密封不好带来的影响，使得外模型内压力的控制更加容易。在本专利技术的油藏条件下分离式光学显微观察装置中，镜头需要处理，原装镜头整体长度过长，阻碍了外面相机的成像；拆开重新组合的方式还有利于多片镜头两侧在高压环境受力均衡。根据本专利技术的具体实施方式，观察设备进入高压釜之前需要进行成像的预测试，调节镜头及可视模型的大体位置。利用本专利技术上述的油藏条件下分离式光学显微观察装置进行光学显微观察装置时，具体包括以下步骤；工作过程分为安装过程和实验操作过程，在安装之前，需要确定物镜放大倍数、物镜距玻璃模型之间的大约距离、物镜与观察窗的距离；在确定参数后，判断并测试目镜与物镜间的距离是否大于观察窗厚度。安装过程如下：将确定好的物镜安装在物镜调节台上，并与上端盖连接，紧固；将安装固定好玻璃模型的载物台安装在固定杆上，并与上端盖连接并固定；并将玻璃可视模型的入口、出口与端盖内侧的流体接口连接；将端盖水平放置在实验室调节架上，调节载物台(玻璃可视模型)水平；调节物镜水平；将调节好的上端盖整体，无触碰的缓慢放入外模型内，上端盖与筒体采用螺栓紧固密封方式，缓慢轻柔上紧端盖。在有外光源照射的条件下，再次开启成像及图像采集设备，确定初始成像质量在控制范围内。以水驱油实验为例简要说明实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油藏条件下分离式光学显微观察装置，其特征在于，该油藏条件下分离式光学显微观察装置包括：外模型、图像采集设备、观察设备、玻璃可视模型、载物台、分析设备和驱替设备；其中，所述图像采集设备与分析设备连接、所述载物台与所述驱替设备连接；所述观察设备设置在所述外模型的内部，所述分析设备和驱替设备设置在所述外模型的外部；所述图像采集设备设置在所述外模型的外部；所述载物台设置在外模型的内部，所述载物台载放玻璃可视模型；所述外模型包括筒体、上端盖和下端盖，上端盖和下端盖均设置有可视窗，上端盖和下端盖均分布有流体出入口；所述载物台包括横向调节单元、纵向调节单元。

【技术特征摘要】
1.一种油藏条件下分离式光学显微观察装置，其特征在于，该油藏条件下分离式光学显微观察装置包括：外模型、图像采集设备、观察设备、玻璃可视模型、载物台、分析设备和驱替设备；其中，所述图像采集设备与分析设备连接、所述载物台与所述驱替设备连接；所述观察设备设置在所述外模型的内部，所述分析设备和驱替设备设置在所述外模型的外部；所述图像采集设备设置在所述外模型的外部；所述载物台设置在外模型的内部，所述载物台载放玻璃可视模型；所述外模型包括筒体、上端盖和下端盖，上端盖和下端盖均设置有可视窗，上端盖和下端盖均分布有流体出入口；所述载物台包括横向调节单元、纵向调节单元。2.根据权利要求1所述的油藏条件下分离式光学显微观察装置，其特征在于，所述图像采集设备包括照相机，所述观察设备包括物镜，所述图像采集设备或所述观察设备还包括目镜。3.根据权利要求1所述的油藏条件下分离式光学显微观察装置，其特征在于，该油藏条件下分离式光学显微观察装置还包括物镜调节台。4.根据权利要求3所述的油藏条件下分离式光学显微观察装置，其特征在于，所述物镜调节台包括物镜托环、步进电机、齿条、连接臂、滑道和固定柱；其中，所述物镜托环通过连接臂与齿条连接，步进电机和齿条均固定在滑道上，滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李实，陈兴隆，张娜，张可，韩海水，俞宏伟，姬泽敏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11