一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法制造方法及图纸

本申请公开了一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法，所述制备装置包括：固定架和位于固定架上方的光源，固定架包括架体和由上而下依次间隔设置于架体的多个遮光板，以及位于多个遮光板下方的夹固板；夹固板用于固定砂岩微观模型，多个遮光板分别预制有多个透光通道，且多个透光通道内部具有自上而下依次增大或减小的遮光区域，相邻两个遮光板的遮光区域位置相对应，以使光源发出的光线能够依次经过多个透光通道后照射于砂岩微观模型。本申请将光源设置于固定架上方，可以使光源发出的光线照射到多个遮光板，并且通过遮光板上的透光通道照射位于底部遮光板上的微观模型，从而使得微观模型具备混合湿润的特性。从而使得微观模型具备混合湿润的特性。从而使得微观模型具备混合湿润的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法


[0001]本专利技术涉及微观模型制备领域，尤其涉及一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法。

技术介绍

[0002]砂岩是由石英、长石等碎屑成分占50％以上的沉积碎屑岩，并经风化、剥蚀、搬运在盆地中堆积形成的一种源区岩石。其中，砂岩储层中存在着发育至不同程度的孔隙结构，在砂岩储层处于采掘或压裂等工程扰动影响下时，具有高渗透压、高水力梯度的流体会在压差作用下在孔隙结构中发生气
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水两相非饱和流动，而砂岩储层的湿润性又是决定气
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水两相非饱和流动的重要因素。
[0003]具体地，砂岩储层之所以实际表现为混合湿润性，主要是由于砂岩储层一般由多种成分构成，不同的成分表现了不同的亲、疏水性，石英、长石、云母、黏土一般表现出亲水性，滑石、金属硫化物、黄铁矿、烃类有机物一般表现为疏水性，不同亲、疏水介质的含量、分布对于流体的黏滞、优势流动通道和残余饱和度等均有着重要的影响。此外，鉴于砂岩孔隙结构中气
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水两相的非饱和流动对二氧化碳封存、油气开采以及地热能开发等都具有重要的理论研究价值。因此，气
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水两相在混合湿润性砂岩储层中的流动行为已成为了大型深部地下工程稳定性分析中的迫切需要解决的关键性科学问题。
[0004]将砂岩储层的微观孔隙结构用聚合物制作成微观模型已成为研究岩石微纳结构的重要手段，现有技术也多利用微观模型对砂岩储层微观孔隙结构的几何形态进行表征。但是，对于微观模型的湿润性，尤其对于微观模型中多重组分导致的混合湿润性有所忽略，因此，该种微观模型不能很好地反应真实岩砂岩储层的信息。
[0005]此外，鉴于目前制作砂岩储层孔隙结构微观模型的聚合物材质一般表现为疏水性，为使微观模型具备一定的湿润性，现有技术多通过对整个微观模型的改性处理(例如利用紫外线整体照射微观模型等)来实现，虽然这种方式在一定程度上模拟了微观模型的湿润性。但是，对于砂岩储层中复杂的混合湿润特性并未能进行准确的表征。换言之，将微观模型作为一个整体进行湿润性的改变，会使得微观模型各处的湿润性均相等，无法使微观模型模拟出真实砂岩储层所具有的混合湿润的特性。
[0006]由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提高。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。
[0008]本专利技术所采用的技术方案为：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，所述制备装置包括：固定架和位于所述固定架上方的光源，所述固定架包括架体和由上而下依次间隔设置于所述架体的多个遮光板，以及位于多个所述遮光板下方的夹固板；所述夹固板用于固
定所述砂岩微观模型，多个所述遮光板分别预制有多个透光通道，且多个所述透光通道内部具有自上而下依次增大或减小的遮光区域，相邻两个所述遮光板的遮光区域位置相对应，以使所述光源发出的光线能够依次经过多个所述透光通道后照射于所述砂岩微观模型。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述制备装置还包括激光发射器，所述固定架还包括调节组件和分别设置于多个所述遮光板的多个接收器，多个所述遮光板分别开设有多个透光孔，多个所述接收器靠近多个所述透光孔设置；所述调节组件用于调整多个所述遮光板的位姿，以使所述激光发射器发出的信号能够依次穿经多个所述透光孔，并被多个所述接收器所接收。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述调节组件包括横向调节件和纵向调节件，所述横向调节件用于调整多个所述遮光板在水平方向上的位置，所述纵向调节件用于调整多个所述遮光板在所述架体上的高度。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述横向调节件和所述纵向调节件均为一个，以实现对于多个所述遮光板的同步调节；或者，所述横向调节件和所述纵向调节件均为多个，以实现对于多个所述遮光板的异步调节。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述制备装置还包括分别设置于多个所述遮光板的水平仪，且相邻两个所述遮光板之间的距离相等，以在所述水平仪检测到多个所述遮光板均处于水平状态时减少光线的漫反射。
[0014]第二方面，本专利技术还提供一种混合湿润性砂岩微观模型的制备方法，所述砂岩微观模型包括基体和与所述基体相配合的盖体，所述方法包括如下步骤：
[0015]将所述基体/所述盖体放置于夹固板上；
[0016]通过调节组件调整多个遮光板的位姿，以使多个接收器均能够接收到激光发射器所发出的信号；
[0017]打开光源，并使光源发出的光线依次穿过多个遮光板的多个透光通道照射于所述基体/所述盖体；
[0018]在达到预设的照射时间之后，将多个所述遮光板依次从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体。
[0019]作为本专利技术的一种优选实施方式，在将所述基体/所述盖体放置于夹固板上之前，所述方法还包括基体/盖体制备阶段：
[0020]根据实验要求选取砂岩样本，并获取所述砂岩样本的孔隙度数据；
[0021]将所述砂岩样本的内部结构简化为均质结构，并根据获取到的孔隙度数据构建与所述砂岩样本孔隙度相同的基材；
[0022]对所述基材进行刻蚀，以形成具有相同微观结构的基体和盖体。
[0023]作为本专利技术的一种优选实施方式，在将所述基体/所述盖体放置于夹固板之前，所述方法还包括遮光板制备阶段：
[0024]获取所述砂岩样本的微观组分，并按照每种微观组分接触角的大小将其划分为多个湿润性等级；
[0025]根据多个所述湿润性等级中砂岩颗粒的分布位置制作与所述基体相对应的多个第一遮光板；
[0026]根据多个所述湿润性等级中砂岩颗粒分布位置的镜像图案制作与所述盖体相对应的多个第二遮光板。
[0027]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述在达到预设的照射时间之后，将多个所述遮光板分别从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体包括：
[0028]根据所述砂岩样本中每种微观组分接触角的大小与照射时间的变化曲线，调整光源的照射时间；
[0029]在达到预设的照射时间之后，将多个所述第一遮光板/多个所述第二遮光板自上而下依次从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体。
[0030]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述基体和/或所述盖体分别开设有介质入口和介质出口，在得到具备混合湿润性的基体/盖体之后，所述方法还包括：
[0031]将所述基体与所述盖体进行键合以形成具备混合湿润性的砂岩微观模型；
[0032]通过所述介质入口向所述砂岩微观模型中注入介质，并使得介质经由所述介质出口流出。
[0033]由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果至少包括：
[0034]1.本专利技术公开了一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，将光源设置于固定架上方，可以使光源发出的光线照射到多个遮光板，并且通过遮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括：固定架和位于所述固定架上方的光源，所述固定架包括架体和由上而下依次间隔设置于所述架体的多个遮光板，以及位于多个所述遮光板下方的夹固板；所述夹固板用于固定所述砂岩微观模型，多个所述遮光板分别预制有多个透光通道，且多个所述透光通道内部具有自上而下依次增大或减小的遮光区域，相邻两个所述遮光板的遮光区域位置相对应，以使所述光源发出的光线能够依次经过多个所述透光通道后照射于所述砂岩微观模型。2.如权利要求1所述的一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括激光发射器，所述固定架还包括调节组件和分别设置于多个所述遮光板的多个接收器，多个所述遮光板分别开设有多个透光孔，多个所述接收器靠近多个所述透光孔设置；所述调节组件用于调整多个所述遮光板的位姿，以使所述激光发射器发出的信号能够依次穿经多个所述透光孔，并被多个所述接收器所接收。3.如权利要求2所述的一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，其特征在于，所述调节组件包括横向调节件和纵向调节件，所述横向调节件用于调整多个所述遮光板在水平方向上的位置，所述纵向调节件用于调整多个所述遮光板在所述架体上的高度。4.如权利要求3所述的一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，其特征在于，所述横向调节件和所述纵向调节件均为一个，以实现对于多个所述遮光板的同步调节；或者，所述横向调节件和所述纵向调节件均为多个，以实现对于多个所述遮光板的异步调节。5.如权利要求1所述的一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括分别设置于多个所述遮光板的水平仪，且相邻两个所述遮光板之间的距离相等，以在所述水平仪检测到多个所述遮光板均处于水平状态时减少光线的漫反射。6.一种混合湿润性砂岩微观模型的制备方法，其特征在于，所述砂岩微观模型包括基体和与所述基体相配合的盖体，所述方法包括如下步骤：将所述基体/所述盖体放置于夹固板上；通过调节组件调整多个遮光板的位姿，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍杰，张继成，尹大伟，马俊彪，李法鑫，王升，张根旺，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：