[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

说明书

本发明涉及的是模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置及模拟方法，其中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、高温密闭试验箱、高温注液系统、高压注气系统，可移动试验台由试验台主体、可移动伸缩式试验台构成，台面上设置可调节相机支架，可移动伸缩式试验台的台腿带有万向轮，可移动伸缩式试验台的方形台面与试验台主体台面的方形透槽滑动连接，高温密闭试验箱设置于方形台面上，高温密闭试验箱的箱顶和箱壁为透明的；照相机位于高温密闭试验箱的上方，通过拉动可移动伸缩式试验台，调节照相机处于高温密闭试验箱上方的位置，照相机连接计算机。本发明能够集中多种实验于一身，适应多样化并且复杂的底辟模拟实验。

技术领域

本发明涉及构造地质学和石油地质学研究领域中含油气盆地内部地层变形构造特征的砂箱物理模拟实验装置，具体涉及模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置及模拟方法。

背景技术

由于长期的构造活动，高温高压盆地内常发育断裂、底辟构造和水力破裂现象，其对于盆地的的含油气性具有明显的控制作用，常作为油气勘探的重点区域。但由于构造的复杂性和勘探手段的局限性，使得在地球物理勘探过程中难以准确识别底辟构造的模糊区和水力破裂发育区域，常常不能很好的反应真实的地质情况，严重影响了油气的勘探与开发。

高温高压盆地内油气运移和聚集的情况非常复杂，盆地内地层受到上部沉积、板块运动或地幔柱影响导致岩石体应力场改变发生变形，形成褶皱或断裂，断裂的构造演化对沉积具有控制作用，对先存地质体也具有改造作用，因此断裂对油气成藏的源岩和储层有重要控制作用。此外高温流体会导致底辟构造的发育，而盆地内的异常高的流体压力会导致水力破裂的发生，底辟及其伴生的微裂隙和水力裂缝是流体运移的主要通道。其中，在地震勘探过程中，断裂相对较易识别，但是底辟构造在常规地震反射剖面上行常显示为囊状的模糊带，而水力破裂常常无法识别。因此，有必要对热流底辟构造的形成演化和发育特征进行深入的研究。目前，国内外还没有单台砂箱物理模拟实验装置能够实现此类模拟实验。

基于现实油气勘探的需要，针对高温高压条件下地层变形构造特征的模拟越发显得迫切。

发明内容

本发明的一个目的是提供模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置，这种模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置在一次实验条件下，既能模拟单一底辟构造，也可以模拟群生底辟构造的发育特征，既可以模拟一期发育底辟，也可以模拟多期次发育的底辟构造；本发明的另一个目的是提供这种模拟地层变形构造特征的砂箱物理实验装置的模拟方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：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、高温密闭试验箱、高温注液系统、高压注气系统，可移动试验台由试验台主体、可移动伸缩式试验台构成，试验台主体包括台面和支架，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，可移动伸缩式试验台的台腿下端均带有万向轮，可移动伸缩式试验台的方形台面与试验台主体台面的方形透槽滑动连接，高温密闭试验箱设置于方形台面上，高温密闭试验箱的箱顶和箱壁为透明的；可调节相机支架包括支杆、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，照相机安装在横杆上，照相机位于高温密闭试验箱的上方，通过拉动可移动伸缩式试验台，调节照相机处于高温密闭试验箱上方的位置，照相机连接计算机；

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

上述方案中高温注液系统包括连续式流体加热器，连续式流体加热器通过耐高温输液管连接单向进液防漏阀，每条高温输液管上设置高粘度稳流泵，连续式流体加热器设置有流体流量表。