[发明专利]一种圈闭动态充注教学模型及其教学方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地质教学领域，具体的说是涉及一种圈闭动态充注教学模型及其教学方法。

背景技术

圈闭是地下能够形成油气聚集的一种空间场所。从流体势的角度说，圈闭是储集层中油、气物质自身势最小且其动能为零的地方。常见的能够聚油气的圈闭有背斜、断块、上倾尖灭储集体等，在饱含地层水的储集层中，由于油气水的密度差，油气在浮力作用下向上倾方向运移，在同时具备储集层和封闭条件的构造部位(圈闭)汇聚起来形成油气藏。当圈闭充满了油气，下倾方向仍有油气来源时油气则通过溢出点向外溢出。

圈闭的含义、度量及其在地质图中的识别是石油地质学理论和实践教学的重点及难点。在教学过程中，一般利用地质平面图结合剖面图来进行讲解。但是，平面图形缺少空间立体感，学生对其理解和掌握的难度较大，尤其是空间想象能力较差的学生。在多年的教学中，任课教师进行了很多尝试，制作了纸质模型、临时沙盘等，在一定程度上改善了教学效果。但这些模型不易保存，需要多次制作，费时费力，使用不方便；而且不具有透明特性，不能动态展示油气从圈闭溢出点溢出的过程和位置，对于油气在圈闭中聚集的过程不能直观展示，直观效果差。目前没有成熟的三维空间教学模型可以直接应用，学生很难在短时间内对圈闭形成立体概念，不能明白溢出点的位置及特点，给教学带来障碍。

发明内容

根据上述不足之处，本发明的目的在于提供一种直观的、立体的、易于学生掌握的圈闭动态充注教学模型及其教学方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种圈闭动态充注教学模型，它包括槽体，槽体中充满液体，槽体内设有圈闭模型，圈闭模型一侧设有通入管和与通入管相连的充入装置，教学模型还包括将圈闭模型固定在槽体底部的固定装置，其中，圈闭模型包括一个隆起或若干个内部相连通的隆起，隆起内部空心，圈闭模型的一个隆起的顶部设有排气孔，所述排气孔设有与之相匹配的塞子，圈闭模型底部设有支撑，相邻支撑与槽体底部之间形成通路。

优选的是：所述的液体为水或者与水互不相溶且密度小于水的液体。

优选的是：所述与水互不相溶且密度小于水的液体中添加溶于此液体但不溶于水的染料。

优选的是：所述的固定装置包括槽体两侧平行设置的槽和与之相配合的固定板。

优选的是：所述槽体、圈闭模型及固定板为透明材料。

优选的是：所述的充入装置包括充气装置和/或充液体装置。

本发明还提供了如上所述圈闭动态充注教学模型的一种教学方法，它包括如下步骤：

(1)向槽体中注入水，拔去隆起顶部排气孔上的塞子，将圈闭模型一端首先没于水中，再将圈闭模型剩余部分完全没于水中，通过排气孔将圈闭模型内的空气排出，并使整个圈闭模型内部完全充满水；用塞子将排气孔封闭，将固定板安装于槽体内部，将圈闭模型固定在槽体底部；

(2)将连有充入装置的通入管伸入到圈闭模型隆起的一端中，盖上塞子之后，开始充入气体或液体，充入的气体或液体由于密度差异将占据隆起顶部的位置，此隆起顶部形成气圈或液体分层圈；

(3)当充入端的隆起完全被气体或液体充满后，即其内部原有的水完全被替代后，充入的空气或液体开始从某点向外溢出，该点即溢出点，是该圈闭最大的储气或油量的底界；

(4)继续向隆起中充入气体或液体，隆起内的气体或液体体积不再变化。

本发明的有益效果在于：本发明根据圈闭性质制作的教学模型具有透明、结实耐用、化学性质稳定、易于保存等特点，使得学生通过模型观察，直观了解各类圈闭的内部组成结构及特征，可以使学生形象地建立起地质图与地下三维空间的联系，对学生快速建立圈闭的空间概念，了解圈闭的度量具有很大的帮助，另一方面可以动态模拟演示油气的在圈闭中的充注过程，满足了教学需求。

附图说明

图1是本发明的背斜圈闭模型主视图。

图2是本发明的背斜圈闭模型俯视图。

图3是本发明的背斜圈闭模型侧视图。

图4是本发明步骤一的状态图(以背斜圈闭模型为例)。

图5是本发明步骤二的状态图(以背斜圈闭模型为例)。

图6-7是本发明步骤三的状态图(以背斜圈闭模型为例)。

图8是本发明步骤四的状态图(以背斜圈闭模型为例)。

其中，1-槽体；2-隆起；3-塞子；4-溢出点；5-固定板；6-支撑；7-排气孔；8-通入管；9-充入装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。