本發明涉及石油工程技術領域，尤其涉及一種多功能非均質巖心模型設備。

背景技術：

人造巖心是天然巖心不足以提供實驗需求的情況下，設計出來替代天然巖心進行實驗的主要手段。隨著室內物理實驗研究發展的多元化，巖心類型不再局限了一維圓柱小巖心，而是向著更大，更具代表性的巖心發展。

皮彥夫在科學技術與工程專門發表了關于現目前常規人造巖心的制造與生產論文“石英砂環氧樹脂膠結人造巖心的技術與應用”，介紹了現階段采用環氧樹脂制造的人造巖心，包括多種“常規驅替”的人造巖心：φ25×100mm，φ25×500mm，φ25×1000mm，φ38×100mm，φ38×500mm，45×45×300mm，300×300×45mm，以及600×600×45mm等。這些類型的巖心可能完成常規的室內驅替實驗，對于研究一些特殊規律，則需要進一步改進巖心。

對于渤海稠油油藏的油藏特征：疏松砂巖，油層厚，非均質性嚴重，原油粘度大，滲透率高等。常規膠結小巖心φ25、φ38以及45×45×300mm三層非均質巖心都不能較好的模擬該油層特征。針對稠油厚油層，水驅/聚驅驅油動態特征，水驅前緣變化特征，殘余油分布特征等的研究，需要一種巖心模型或者裝置。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種多功能厚油藏的巖心模型設備，該設備主要是為了室內實驗研究厚油層油藏驅替效果而設計的，能夠進行多種驅替效果，剩余油分布等研究。

一種多功能非均質巖心模型設備，包括巖心模型主體、頂蓋以及配套填壓模塊；所述配套填壓模塊用于填壓裝滿石英砂的巖心模型主體，所述頂蓋用于當填壓完畢后封閉所述巖心模型主體的開口；

所述巖心模型主體的四個側壁上設置分別有進出口與螺紋通道，所述進出口設置在巖心模型主體的兩個寬側壁上，螺紋通道設置在巖心模型主體的兩個長側壁上。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，在巖心模型主體的寬側壁上垂直方向分布有3個所述進出口，每個進出口在寬側壁的內部上對應設置有一個導流通道，在每個導流通道上堵封有過濾網。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，所述配套填壓模塊上設置有與凸塊，所述凸塊與巖心模型主體內空心的腔體橫截面積規格相適應，用于填壓巖心；在凸塊上設置有一個通孔，在該通孔上封堵有過濾餅。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，在巖心模型主體的側壁頂面設置有用于與所述頂蓋連接的螺絲孔。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，所述巖心模型主體的內壁為打磨毛糙面。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，所述凸塊內部為空心結構。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，在所述頂蓋上設置有頂蓋提手。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，在所述巖心模型主體上設置有把手。

有益效果：

本申請提供的多功能非均質巖心模型設備不僅制備的巖心體積較大，對驅替實驗的模擬效果較好，一側的調節旋鈕可以快速的修正模型滲透率，增加實驗成功率；另一側可根據實驗要求，安裝測壓點或者測試電極，獲得水驅過程的含水飽和度變化，擴寬了實驗巖心的功能。而且整個設備可拆卸，能夠重復利用。

附圖說明

圖1為本申請功能非均質巖心模型設備主視圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的剖視圖；

圖4為本申請配套填壓模塊結構示意圖；

圖5為實施例巖心模型憋壓實驗數據曲線圖；

圖6為實施例巖心1/2處驅替電極測定的水驅前緣時間曲線圖；

圖7為巖心模型主體內部部分結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1-4，本申請提供的多功能非均質巖心模型設備，包括巖心模型主體2、頂蓋1以及配套填壓模塊5；所述配套填壓模塊5用于填壓裝滿石英砂的巖心模型主體2，所述頂蓋1用于當填壓完畢后封閉所述巖心模型主體2的開口；

所述巖心模型主體2的四個側壁上設置分別有進出口22與螺紋通道23，所述進出口22分別設置在巖心模型主體2的兩個寬側壁上，螺紋通道23分別設置在巖心模型主體2的兩個長側壁上。

具體地，所述巖心模型主體2是采用實心鋼體掏出巖心尺寸為500×100×80mm的空腔，下部分是50mm厚度的鐵板，在該巖心模型主體2的對立側壁上分別垂直方向均勻分布三個進出口，該三個出口分別對應著三層非均質各層的出口。在巖心模型主體2的另外2個對比側壁上分布有若干滿螺紋通道23，其中一個側壁的螺紋通道23用于通過是帶有螺紋的螺釘旋入其內部來調節巖心的滲透率(調節方法為：在給巖心模型主體2內填裝石英砂之前，先緊貼該側壁放置一塊鐵板來堵封此側壁上的螺紋通道，然后再填裝石英砂，當經過測試巖心的滲透率不符合要求時，通過旋轉該螺紋通道內的螺釘，螺釘推動鐵板移動進而對巖心進一步施壓，從而達到調節巖心的滲透率的目的)；另一個側壁上的螺紋通道，可以安裝電極或者傳感器，獲得相關實驗參數(當不需要獲得相關實驗參數時，同樣可以通過放置一塊鐵板來堵封此側壁上的螺紋通道)。本申請將螺紋通道23設置在兩個長側壁上主要是因為通道這么布置是為了均勻使力，保持巖心一致性的條件下，改變巖心滲透率等作用手段；其次，通道作用的多功能(即不僅可以作為滲透試驗時使用，還可以作為安裝電極或者傳感器的通道)。

如圖3及其圖7所示，所述頂蓋1通過螺釘4固定在巖心模型主體2上來固定巖心，在該頂蓋1內部鑲嵌有密封圈密封模型。在巖心模型主體2的側壁頂面設置有用于與所述頂蓋連接的螺絲孔26。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，如圖7所示，在巖心模型主體2的寬側壁上垂直方向分布有3個所述進出口22，每個進出口22在寬側壁的內部上對應設置有一個導流通道24，在每個導流通道24上堵封有過濾網25。

具體地，本申請在此處設計導流通道24的目的是在做巖心滲透試驗的時候，從所述進出口流進流出的水可以均勻滲透到巖心里，同時所述過濾網25可以避免巖心砂體溢出。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，所述配套填壓模塊5上設置有與凸塊51，所述凸塊51與巖心模型主體2內空心的腔體橫截面積規格相適應，用于填壓巖心；在凸塊51上設置有一個通孔，在該通孔上封堵有過濾餅52。

具體地，所述凸塊51用于填壓巖心模型主體2內的石英砂；由于石英砂在填壓的過程中會有部分氣體產生，因此，本申請用過在凸塊51上設置通過并封堵有過濾餅52來達到釋放氣體的作用，從而使制備的巖心復合試驗要求。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，為了減輕配套填壓模塊5的重量，本申請將凸塊51設計為內部空心結構。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，為了方便拆卸，方便拿取，本申請在所述頂蓋1上設置有頂蓋提手11，在所述巖心模型主體2上設置有把手21。

進一步地，如上所述的多功能非均質巖心模型設備，為了便于石英顆粒與壁面的接觸，所述巖心模型主體2的內壁為打磨毛糙面。

下面通過實例來進一步說明本發明。

實施例：

(1)進行該模型的組裝：

①將蓋板套上O型圈，涂抹潤滑油，待用；

②準備電極，嵌入模型中進行固定；

③安裝進出口端閥門；

④進行填砂操作：一般分三次填砂，每次分別填入400g不同目數的石英砂(第一層120-160目，第二層80-100目，第三層60-80目)制造三層非均質巖心，每一層采用刮平工具(如圖7所示)刮平后添加下一層石英砂刮平，三層加完后，使用標尺衡量，高出打磨面0.3cm即可施加鍛壓操作(多次試驗結果表明0.3cm)，采用相應壓制模具50MPa恒壓5分鐘，最后放入模具組合成型。

(2)進行相關實驗研究：

a、密封性：封閉出口端，入口端連接氮氣瓶，恒定壓力10MPa注入模型后，未發生泄漏，穩壓5分鐘；泄壓后，進行氣測滲透率后，關閉氣瓶，打開閥門放氣，進行b操作，如圖5。

b、水測滲透率：開展水測滲透率實驗，連接實驗流程，一端連接中間容器，一端采用“排氣法”測孔隙體積，連續注入2L水后確保模具不在有氣體竄出，即獲得孔隙體積。

c、水驅前緣飽和度測定：連接電極信號接收器，開始進行注水實驗，根據電極電信號的顯示，可以通過巖心不同位置電信號的變化確定水驅前沿以及飽和度變化。圖6即是巖心1/2處驅替電極測定的水驅前緣時間曲線圖。

d、實驗后的巖心，按照組裝的反步驟即可拆卸巖心模具，洗凈后下一次的裝填僅需要更換膠圈即可。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。