[发明专利]一种利用润湿性变化模拟断层启闭的装置及其模拟方法

说明书

本发明涉及的是一种利用润湿性变化模拟断层启闭的装置及其模拟方法，其中利用润湿性变化模拟断层启闭的装置包括第一玻璃板、第二玻璃板，第一玻璃板、第二玻璃板之间通过铺设不同粒径的颗粒材料形成上泥岩层、下泥岩层、断层、储层和输导层，橡胶密封条沿第一玻璃板、第二玻璃板四周把上泥岩层、下泥岩层、断层、储层和输导层封闭在内；储层两端分别设置排液口，断层穿过上泥岩层、储层，进入到下泥岩层中，断层的下端与输导层上端相接，输导层分成两侧翼状在下泥岩层中向下延伸，直至两侧的橡胶密封条；铺设断层的颗粒材料采用外包纳米二氧化锡膜的玻璃微珠。本发明断层部位可以在超亲水和超疏水之间转变，可以改变断层的封闭和开启状态。

技术领域

本发明涉及的是油气勘探领域使用的实验装置，具体涉及一种利用润湿性变化模拟断层启闭的装置及其模拟方法。

背景技术

断层在地质历史时期既有静止期也有活动期，在静止期，断层通常是封闭的，它通常是油二次运移的遮挡物，地层能量的增加到一定程度后，断层开启，它又成为油二次运移的优势通道，聚集在断层下方的油气沿着断层进行调整。在断层发育的断陷盆地，油气沿断层进行的幕式运移是油运聚成藏的一个重要环节，但目前在同一装置的同一实验过程中，尚未有中途改变断层启闭性的方法，这限制了油沿着断层进行幕式运移对油气聚集和分布的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用润湿性变化模拟断层启闭的装置，这种利用润湿性变化模拟断层启闭的装置用来解决现有技术中在同一装置的同一实验过程中不能改变断层启闭性的问题；本发明的另一个目的是提供这种利用润湿性变化模拟断层启闭的装置的模拟方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种利用润湿性变化模拟断层启闭的装置包括第一玻璃板、第二玻璃板，第一玻璃板、第二玻璃板之间通过铺设不同粒径的颗粒材料形成上泥岩层、下泥岩层、断层、储层和输导层，橡胶密封条沿第一玻璃板、第二玻璃板四周把上泥岩层、下泥岩层、断层、储层和输导层封闭在内，夹子将第一玻璃板、第二玻璃板夹紧固定；储层两端分别设置排液口，断层穿过上泥岩层、储层，进入到下泥岩层中，断层的下端与输导层上端相接，输导层分成两侧翼状在下泥岩层中向下延伸，直至两侧的橡胶密封条，形成两个端面，一个端面设置进液口，另一个端面设置排液口；铺设断层的颗粒材料采用玻璃微珠，玻璃微珠表面具有一层纳米二氧化锡膜，在紫外光照射下，玻璃微珠表面涂抹的纳米二氧化锡呈现超亲水性，断层封闭，避光时，玻璃微珠表面涂抹的纳米二氧化锡呈现超亲油性，断层开启。

上述方案中玻璃微珠表面涂抹纳米二氧化锡采用溶胶法，涂抹后进行烘干。

上述方案中溶胶法具体为：

将20gSnC1₂·5H20溶解于90mL的无水乙醇中，并加入1g的柠檬酸，搅拌3h，使反应充分进行，将得到的混合液置于70℃水浴2h，在室温下冷却，得到均匀透明的溶胶；将玻璃微珠用强酸强碱洗涤后，再用去离子水洗净后烘干，放入二氧化锡溶胶中浸泡，捞出滤干，在400℃进行高温烧结，在玻璃微珠表面形成纳米二氧化锡膜。

上述方案中第一玻璃板、第二玻璃板均为4mm钢化玻璃。

上述方案中泥岩层填充的颗粒材料为60目玻璃微珠，储层填充的颗粒材料为30目玻璃微珠，输导层填充的颗粒材料为40目玻璃微珠。

上述利用润湿性变化模拟断层启闭的装置的模拟方法：

一、将利用润湿性变化模拟断层启闭的装置抽真空饱和水；

二、用紫外光对所述利用润湿性变化模拟断层启闭的装置进行持续照射，断层部位填充的玻璃微珠表面纳米二氧化锡膜呈现超亲水性，在毛细管力作用下断层封闭；

三、开启断层的排液口和储层的两个排液口；

四、通过进液口注入煤油，同时挤压所述模拟断层启闭的装置中的水从断层排液口排出；