一种模拟地貌对砂体沉积充填影响的实验装置

1.本实用新型涉及石油地质技术领域，特别涉及一种模拟地貌对砂体沉积充填影响的实验装置。


背景技术：

2.寻找到相对优质的储层“甜点”是致密油气勘探和研究的关键，致密油气储层的“甜点”受控于沉积相、岩相和成岩作用等多种复杂因素，越来越多的证据表明地貌的差异对砂体分布和堆积具有控制作用，岩性及岩相的变化正是由于地貌差异所造成的。在文献：钟原,刘宏,谭秀成等.富砂地层格架高分辨率层序地层学研究及储层甜点预测—以四川盆地合川地区须家河组为例[j].沉积学报,2016,34(4):758
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774中认为继承性的古地貌控制了须二期地层的沉积充填，分析总结沉积地貌对砂体沉积的控制作用后，以这一思路预测了骨架砂体的分布，进而预测致密砂岩有利储层甜点分布区。在中国专利为“cn 206601317u”中公布了“一种模拟沉积作用对不同单砂体沉积充填影响的实验装置”，能够模拟不同砂岩颗粒在水流速和地形高度变化时的沉积作用。而在自然环境下的砂体沉积情况复杂，若能发明一种模拟地貌对砂体沉积充填影响的实验装置来模拟地貌对砂体纵向、平面上沉积充填的影响，对沉积类课程的实践教学、砂体沉积分布规律研究以及致密油气藏勘探具有重要实际意义。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种模拟地貌对砂体沉积充填影响的实验装置。
[0004]
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005]
一种模拟地貌对砂体沉积充填影响的实验装置，包括箱体、透明玻璃盖、固液两相分离器、干燥箱、颗粒收集箱、震动筛、漏斗组件、颗粒混合器、地貌模型和水循环组件，所述箱体顶部设置有与所述箱体配合的所述透明玻璃盖，所述箱体的底部设置有与所述箱体配合的所述地貌模型，所述固液两相分离器的入口端与所述箱体侧壁上设置的模拟物源出口相连，所述固液两相分离器的侧壁上设置有颗粒出口以及其底部设置有液体出口，所述液体出口的出口端与所述水循环组件入口端相连，所述水循环组件出口端与所述箱体侧壁上设置的模拟物源进口相连，所述颗粒出口依次通过干燥箱、颗粒收集箱、震动筛、漏斗组件和颗粒混合器后与所述模拟物源进口相连；
[0006]
所述漏斗组件包括粗粒砂漏斗、中粒砂漏斗、细粒砂漏斗和粉砂漏斗，所述粗粒砂漏斗、中粒砂漏斗、细粒砂漏斗和粉砂漏斗的输出端均与所述颗粒混合器相连，所述粗粒砂漏斗、中粒砂漏斗、细粒砂漏斗和粉砂漏斗的输出端均与所述震动筛上设置的不同的出口相连。
[0007]
进一步地，所述水循环组件包括球阀a、储水罐、水泵、流量计和球阀b，所述球阀a的入口端与所述液体出口相连，所述球阀a的出口端依次通过所述储水罐、水泵和流量计后
与所述球阀b的入口端相连，所述球阀b的出口端与所述模拟物源进口相连。
[0008]
进一步地，所述震动筛上设置有4层过滤网，每层所述过滤网均设置有出口，所述出口从上到下依次为第一层颗粒出口、第二层颗粒出口、第三层颗粒出口和第四层颗粒出口，所述第一层颗粒出口与所述粗粒砂漏斗相连，所述第二层颗粒出口与所述中粒砂漏斗相连，所述第三层颗粒出口与所述细粒砂漏斗相连，所述第四层颗粒出口与所述粉砂漏斗相连。
[0009]
进一步地，所述第一层颗粒出口对应所述过滤网的孔径为0.9～1.1mm，所述第二层颗粒出口对应所述过滤网的孔径为0.4～0.6mm，所述第三层颗粒出口对应所述过滤网的孔径为0.2～0.3mm，所述第四层颗粒出口对应所述过滤网的孔径为0.05～0.07mm。
[0010]
进一步地，所述箱体为长方体，长为2m，宽为1m，高为1m。
[0011]
进一步地，所述箱体的四个侧面由透明pvc塑料板组成。
[0012]
进一步地，所述箱体的侧面设置有摄像机a，所述透明玻璃盖的上册设置有摄像机b。
[0013]
进一步地，所述地貌模型的侧面与所述箱体内壁接触，所述地貌模型上表面凹凸不平且向一侧倾斜。
[0014]
进一步地，所述地貌模型上表面向所述模拟物源出口侧倾斜。
[0015]
进一步地，所述模拟物源进口和所述模拟物源出口距所述箱体底的垂直高度0.3～0.4m，且所述模拟物源进口和所述模拟物源出口均高于所述地貌模型的上表面。
[0016]
本实用新型的有益效果是：
[0017]
本实验装置组装操作简便，实验结果能够直观反映沉积地貌对砂体沉积充填的影响，可以针对研究需求，设置不同沉积地貌模型，获得所需的实验结果。实验所用的流体、颗粒和模型材料皆可回收重复使用，节约资源。
附图说明
[0018]
图1为实验装置结构示意图；
[0019]
图2为地貌模型结构示意图；
[0020]
图3为图2的a
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a’剖面结构示意图；
[0021]
图中，1
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粗粒砂漏斗，2
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中粒砂漏斗，3
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细粒砂漏斗，4
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粉砂漏斗，5
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颗粒混合器，6
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模拟物源进口，7
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地貌模型，8
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模拟物源出口，9
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固液两相分离器，10
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干燥箱，11
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颗粒收集箱，12
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震动筛，13
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球阀a，14
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储水罐，15
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水泵，16
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流量计，17
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球阀b，18
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箱体，19
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摄像机a，20
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摄像机b，21
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透明玻璃盖，901
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液体出口，902
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颗粒出口，1201
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第一层颗粒出口，1202
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第二层颗粒出口，1203
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第三层颗粒出口，1204
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第四层颗粒出口。
具体实施方式
[0022]
下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]
参阅图1
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3，本实用新型提供一种技术方案：
[0024]
一种模拟地貌对砂体沉积充填影响的实验装置，包括箱体18、透明玻璃盖21、固液两相分离器9、干燥箱10、颗粒收集箱11、震动筛12、漏斗组件、颗粒混合器5、地貌模型7和水循环组件，箱体18顶部设置有与箱体18配合的透明玻璃盖21，箱体18的底部设置有与箱体18配合的地貌模型7，固液两相分离器9的入口端与箱体18侧壁上设置的模拟物源出口8相连，固液两相分离器9的侧壁上设置有颗粒出口902以及其底部设置有液体出口901，液体出口901的出口端与水循环组件入口端相连，水循环组件出口端与箱体18侧壁上设置的模拟物源进口6相连，颗粒出口902依次通过干燥箱10、颗粒收集箱11、震动筛12、漏斗组件和颗粒混合器5后与模拟物源进口6相连；漏斗组件包括粗粒砂漏斗1、中粒砂漏斗2、细粒砂漏斗3和粉砂漏斗4，粗粒砂漏斗1、中粒砂漏斗2、细粒砂漏斗3和粉砂漏斗4的输出端均与颗粒混合器5相连，粗粒砂漏斗1、中粒砂漏斗2、细粒砂漏斗3和粉砂漏斗4的输出端均与震动筛12上设置的不同的出口相连。其中，固液两相分离器9和干燥箱10均为现有技术设备。通过粗粒砂漏斗1、中粒砂漏斗2、细粒砂漏斗3和粉砂漏斗4能够模拟不同砂岩颗粒在水流速和地形高度变化时的沉积作用。箱体18、固液两相分离器9、干燥箱10、颗粒收集箱11、震动筛12、漏斗组件、颗粒混合器5和地貌模型7共同作用实现颗粒循环使用。
[0025]
在一些实施例中，水循环组件包括球阀a13、储水罐14、水泵15、流量计16和球阀b17，球阀a13的入口端与液体出口901相连，球阀a13的出口端依次通过储水罐14、水泵15和流量计16后与球阀b17的入口端相连，球阀b17的出口端与模拟物源进口6相连。箱体18、固液两相分离器9、球阀a13、储水罐14、水泵15、流量计16、球阀b17和地貌模型7共同作用实现水循环使用。
[0026]
在一些实施例中，震动筛12上设置有4层过滤网，每层过滤网均设置有出口，出口从上到下依次为第一层颗粒出口1201、第二层颗粒出口1202、第三层颗粒出口1203和第四层颗粒出口1204，第一层颗粒出口1201与粗粒砂漏斗1相连，第二层颗粒出口1202与中粒砂漏斗2相连，第三层颗粒出口1203与细粒砂漏斗3相连，第四层颗粒出口1204与粉砂漏斗4相连。第一层颗粒出口1201对应过滤网的孔径为0.9～1.1mm，第二层颗粒出口1202对应过滤网的孔径为0.4～0.6mm，第三层颗粒出口1203对应过滤网的孔径为0.2～0.3mm，第四层颗粒出口1204对应过滤网的孔径为0.05～0.07mm。过滤网的孔径从上到下依次为选用1mm、0.5mm，0.25mm和0.06mm。震动筛12上设置有4层过滤网主要是为了筛选不同尺寸的颗粒。
[0027]
在一些实施例中，箱体18为长方体，长为2m，宽为1m，高为1m。箱体18的四个侧面由透明pvc塑料板组成。
[0028]
在一些实施例中，箱体18的侧面设置有摄像机a19，透明玻璃盖21的上册设置有摄像机b20。摄像机a19和摄像机b20均为现有技术中的摄像机。
[0029]
在一些实施例中，地貌模型7的侧面与箱体18内壁接触，地貌模型7上表面凹凸不平且向一侧倾斜。地貌模型7上表面向模拟物源出口8侧倾斜。模拟物源进口6和模拟物源出口8距箱体18底的垂直高度0.3～0.4m，且模拟物源进口6和模拟物源出口8均高于地貌模型7的上表面。
[0030]
本实验装置的操作具体过程为：打开透明玻璃盖21，放入沉积地貌模型7于箱体18中，地貌模型7近物源的一端与模拟物源进口6相接，远物源的一端与模拟物源出口8相接，盖上透明玻璃盖21，放置摄像机a19和摄像机b20，打开水泵15、球阀a13、球阀b17、使水从储水罐14流出，依次通过液体流量计16、颗粒混合器5、从模拟物源进口6进入箱体18中，然后
水通过地貌模型7，从模拟物源出口8流出，待装置稳定循环后，将不同颗粒的砂按照粒径大小分别放入漏斗中，粗粒砂漏斗1中放入直径大于1mm的颗粒，中粒砂漏斗2中放入直径在0.5～1mm之间的颗粒，细粒砂漏斗3中放入直径在0.25～05mm的颗粒，粉砂漏斗4中放入直径小于0.06mm的颗粒，打开颗粒混合器5使漏斗中的砂混合均匀，混合砂从颗粒混合器5出口流出与从流量计16来的水形成混合液体，从模拟物源进口6进入箱体18由于地貌的高低差异使得砂体颗粒的搬运沉积和逐渐分异，在模拟地貌7表面展现不同运移分布，之后混合流体从模拟物源出口8流出，多余的颗粒在固液两相分离器9中被分离进入干燥箱10进行干燥，然后被收集到颗粒收集箱11中，再经过震动筛12分类为不同直径的颗粒，直径大于1mm的颗粒由第一层颗粒出口1201进入粗粒砂漏斗1中，直径在0.5～1mm之间的颗粒由第二层颗粒出口1202进入中粒砂漏斗2中，直径在0.25～05mm的颗粒由第三层颗粒出口1203进入细粒砂漏斗3中，直径小于0.06mm的颗粒由第四层颗粒出口1204进入粉砂漏斗4中，分离出的液体经过球阀a13进入储水罐14中循环使用。
[0031]
通过调整水泵15的开合度来控制水的流量大小，通过流量计16读取流量值，模拟在不同流速下，砂体颗粒的沉降与搬运特征；通过更换地貌模型7或者重塑地貌模型7表面的凹陷或者凸起，重复实验，从而模拟在不同沉积地貌条件下，砂体颗粒的沉积与分布特征。整个模拟实验过程由摄像机a19和摄像机b20从侧面和俯瞰的角度拍摄砂体颗粒的纵向沉降和平面运移分布、记录和回放实验动态过程，以便研究人员总结地貌对砂体沉积充填影响的规律，这对沉积类课程的实践教学、砂体沉积分布规律研究以及碎屑岩气藏勘探具有重要实际意义，即整个模拟过程结束。
[0032]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。