[发明专利]一种油藏条件下分离式光学显微观察方法及装置

说明书

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明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，本发明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。

在本发明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。

在本发明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。

在本发明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。

根据本发明的具体实施方式，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。

在本发明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。

根据本发明的具体实施方式，固定柱与上端盖内壁连接紧固。

在本发明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。

在本发明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。

在本发明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。

根据本发明的具体实施方式，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。

根据本发明的具体实施方式，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。

在本发明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。