[发明专利]一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置及参数计算方法

说明书

本发明公开一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置及参数计算方法，该装置包括：恒压腔、样品夹持器、进水管和出水管；恒压腔顶部和底部材质为透光材料；样品夹持器位于所述恒压腔内部，样品夹持器位于所述恒压腔内部，样品夹持器包括样品、第一多孔板、第二多孔板和热缩管，第一多孔板和第二多孔板固定于样品两侧，第一多孔板和第二多孔板用于控制水对样品的均匀渗流，热缩管套裹在所述第一多孔板、第二多孔板和样品组成的整体外部，进水管的一端与第一多孔板的进水端连接，第二多孔板的出水端与出水管一端连接，进水管的另一端和出水管的另一端延伸至恒压腔外部。本发明能够实现对样品三维渗流场分布的可视化。

技术领域

本发明涉及能源开采实验的技术领域，特别是涉及一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置及参数计算方法。

背景技术

深地环境下多孔介质的渗流特性对石油、天然气、页岩气等资源的开采起到重要作用。当前室内试验中，对无应力条件下多孔介质的渗流特性研究较多，而对原位应力条件下多孔介质的渗流特性的相关研究较少，在原位应力条件下实现多孔介质渗流过程可视化的研究更加少见。利用激光共聚焦显微镜对处于原位应力条件下多孔介质样品进行分层扫描并通过三维重建技术能够实现样品三维渗流场分布的可视化，从而揭示其渗流特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置及参数计算方法，从而实现对样品三维渗流场分布的可视化。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置，包括：

恒压腔、样品夹持器、进水管和出水管；

所述恒压腔顶部和底部材质为透光材料；

所述样品夹持器位于所述恒压腔内部，所述样品夹持器包括样品、第一多孔板、第二多孔板和热缩管，所述第一多孔板有一个进水端和多个出水端，所述第二多孔板有一个出水端和多个进水端，所述第一多孔板和第二多孔板固定于样品两侧，所述第一多孔板和第二多孔板用于控制水对样品的均匀渗流，所述热缩管套裹在所述第一多孔板、第二多孔板和样品组成的整体外部，所述进水管的一端与第一多孔板的进水端连接，所述第二多孔板的出水端与出水管一端连接，所述进水管的另一端和出水管的另一端延伸至恒压腔外部。

可选的，所述样品夹持器还包括第一垫块和第二垫块，所述第一垫块与第一多孔板固定连接，所述第二垫块与第二多孔板固定连接，所述第一垫块和第二垫块上开有孔，所述进水管穿过第一垫块的孔与第一多孔板连接，所述出水管穿过第二垫块的孔与第二多孔板连接。

可选的，所述样品夹持器还包括第一托架和第二托架，所述第一托架一端与第一垫块固定连接，另一端与恒压腔固定连接，所述第二托架一端与第二垫块固定连接，另一端与恒压腔固定连接。

可选的，所述恒压腔顶部和底部材质为耐高压的透明玻璃，所述恒压腔的其余部分材质为聚氨酯材料。

可选的，所述耐高压的透明玻璃与聚氨酯材料的固定连接处为阶梯型结构。

可选的，所述热缩管由透明的聚四氟乙烯制成。

可选的，还包括第一计量泵和第二计量泵，所述第一计量泵用于对所述进水管的进水量进行计量，所述第二计量泵用于对所述出水管的出水管的出水量进行计量。

可选的，还包括压差计，所述压差计用于采集样品的进水端和出水端的压力变化。

可选的，还包括恒压泵，所述恒压泵用于向所述恒压腔内注入高压水以保持恒压腔的恒压状态。

一种原位应力下多孔介质渗流参数计算方法，应用于权利要求1-9任一项所述的原位应力条件下多孔介质的渗流装置，所述方法包括：

将样品加工成长方体薄片且将其上下表面磨平；