[发明专利]模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置及模拟方法

权利要求书

1.一种模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置，其特征在于：这种模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置包括可移动试验台（1）、高温密闭试验箱（3）、高温注液系统、高压注气系统，可移动试验台（1）由试验台主体（101）、可移动伸缩式试验台（102）构成，试验台主体（101）包括台面和支架，台面具有方形透槽，支架设置在台面的两侧，台面上设置可调节相机支架（2），可移动伸缩式试验台（102）的台腿下端均带有万向轮，可移动伸缩式试验台（102）的方形台面与试验台主体（101）台面的方形透槽滑动连接，高温密闭试验箱（3）设置于方形台面上，高温密闭试验箱（3）的箱顶（302）和箱壁（301）为透明的；可调节相机支架（2）包括支杆、调节套筒，调节套筒与支杆螺纹连接，横杆设置在调节套筒上，照相机（20）安装在横杆上，照相机（20）位于高温密闭试验箱（3）的上方，通过拉动可移动伸缩式试验台（102），调节照相机（20）处于高温密闭试验箱（3）上方的位置，照相机（20）连接计算机（21）；

高精度电子温压计（7）的探针从箱顶（302）插入高温密闭试验箱（3）的砂岩层内，高温密闭试验箱底板（303）均匀分布12个钻孔，每个钻孔匹配一个单向进液防漏阀（9），每个单向进液防漏阀（9）均与高温注液系统相连接，可调节恒温加热器（11）铺设在高温密闭试验箱底板（303）上，高压注气系统连接高温密闭试验箱（3）。

2.根据权利要求1所述的模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置，其特征在于：所述的高温注液系统包括连续式流体加热器（13），连续式流体加热器（13）通过耐高温输液管（12）连接单向进液防漏阀（9），每条耐高温输液管（12）上设置高粘度稳流泵（14），连续式流体加热器（13）设置有流体流量表（15）。

3.根据权利要求2所述的模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置，其特征在于：所述的高压注气系统包括气体缓冲器（17），气体缓冲器（17）连接高压气泵（18），气体缓冲器（17）还通过耐高压输气管（16）连接单向进气防漏阀（5），单向进气防漏阀（5）设置在高温密闭试验箱（3）上，单向进气防漏阀（5）上安装气体流速表（6），气体缓冲器（17）设置有气压表（19）。

4.根据权利要求3所述的模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置，其特征在于：所述的底板（303）为铝合金板，底板（303）上设置防堵塞泄水阀（10）。

5.根据权利要求4所述的模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置，其特征在于：所述的箱顶（302）上设置排气泄压阀（8）。

6.一种权利要求2或3或4或5所述的模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置的模拟方法，其特征在于：

利用不同粒度石英砂模拟砂岩层，黏土模拟泥岩层，将石英砂铺设在高温密闭试验箱（3）中，黏土铺设在石英砂上，根据预模拟的底辟构造类型，选择实验流体的类型，选择泥浆、蜂蜜、硅胶其中的一种来模拟泥底辟、流体底辟、盐底辟中的一种，根据高温高压盆地的实际情况，预设实验模拟的温度压力条件；将连续式流体加热器（13）中水加热达到预定温度后，注入到试验箱的砂岩层中，当砂岩中饱含水后，停止注水；

利用气体稳流泵从高温密闭试验箱（3）顶部注入气体，气体累计到一定程度，泥岩层作为封盖层，使砂岩层内部产生超压，同时利用高精度电子温压计（7）检测砂岩层内部实时温度、压力，当温度、压力达到实验预设值后，停止注入气体，并开启可调节恒温加热器（11），使试验箱内温度、压力保持恒定；选择开启一个或若干个单向进液防漏阀（9），将选择的调配好的实验流体利用高粘度稳流泵（14）从高温密闭试验箱底板（303）快速注入砂岩层中，模拟底辟构造的形成过程；

实验过程中，通过调节流体的冲注速度和时间控制底辟的发育期次；从实验初始选择连续式拍摄视频或间断式拍摄照片记录实验过程和结果；

实验完成后，通过泄压阀排除高压气体，打开高温密闭试验箱（3），使用喷壶对模型砂体喷洒定型试剂，对模型切片观察内部的构造形态和特征，对实验结果进行分析，记录。