本发明专利技术公开一种断层带的结构‑渗透性耦合模拟装置、系统及分析方法，属于油气藏地质模拟领域。该模拟装置包括变形模拟系统、流体注入系统和终端控制系统，终端控制系统控制变形模拟系统进行变形，使得在地层中形成断层带，模拟断层带形成过程，并设置了流体注入系统，可在断层带形成过程中或完全变形后注入流体，从而实现模拟流体在地层和断层带中的运聚全过程，从而根据流体运聚过程确定泥岩涂抹的连续性和断层带的相对渗透性。还可通过多次实验得到的断层带结构特征数据，运用泥岩涂抹连续性表征算法确定泥岩涂抹保持连续的临界值，同时分析获得泥岩涂抹连续性和断层带渗透性的控制因素，为断层封闭性评价和油气勘探开发提供依据。
1、在含油气盆地中，断层的渗透性对油气的运移、聚集与分布起着关键性的作用。在实际地质条件下，断层并不是一个简单的面，而是在三维空间上具有一定结构的带，因此称之为断层带，不同结构的断层带其渗透性具有明显差异，断层带结构的变化往往导致了其渗透性的改变，从而影响了断层对流体运聚的控制作用，因此断层带的结构特征与渗透性特征耦合关系分析是断层控制流体运聚作用研究的重要基础。对于断层带结构和渗透性的研究可以通过野外露头实测和井下断层带取心的方式，而这两种研究方式很大程度上受到了观察范围的影响，而且无法定量的考虑各种因素对断层带渗透性的控制作用，很难应用于地下实际地质条件。而开展与地下地质条件相似的物理模拟实验，可以不受观察范围局限性的影响，并且可实现在改变任意单一影响因素的条件下，定量的分析断层带的结构特征与渗透性特征的耦合关系。然而现有的断层带模拟技术虽然可以模拟断层带的形成，但并没有通过实验模拟出断层带对流体运聚的控制作用。目前的实验模拟方法对于断层带渗透性的确定只能通过宏观变形结果的观察进行定性的判断，这往往会对最终结果产生较大的误判，尤其是针对断层带内泥岩涂抹连续性而言，外观特征的观察描述并不能真正的确定出临界值大小，因此这种实验结果往往很难应用于实际研究中。为了更加精准地判断断层带的渗透性和断层带内泥岩涂抹的连续性，模拟实验装置必须在能够模拟断层带结构形成的基础上，还应具备流体注入和流体运聚监测功能。
>技术实现思路1、本专利技术的目的是提供一种断层带的结构-渗透性耦合模拟装置、系统及分析方法，可实现模拟断层带形成和油气运聚过程，分析不同结构断层带的渗透性特征及控制因素。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，包括：变形模拟系统、流体注入系统和终端控制系统；
4、变形模拟系统和流体注入系统均与终端控制系统连接；
5、所述终端控制系统用于设置断层滑动速率、断层滑动总位移、流体注入速率和流体注入量；
6、在变形模拟系统中铺设地层后，终端控制系统用于控制变形模拟系统按照所述断层滑动速率和所述断层滑动总位移进行变形，使得在地层中形成断层带；终端控制系统还用于控制流体注入系统向变形模拟系统中铺设的地层注入流体，以模拟流体在地层和断层带中的运聚全过程。
7、一种断层带的结构-渗透性耦合模拟系统，包括：拍摄装置和上述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置；
8、拍摄装置与所述断层带的结构-渗透性耦合模拟装置中的终端控制系统连接；
9、所述拍摄装置用于在终端控制系统控制变形模拟系统按照断层滑动速率和断层滑动总位移开始变形后，拍摄断层带演化图像；所述终端控制系统用于根据断层带演化图像，利用piv粒子图像测速技术识别断层带，并分析断层带形成演化过程；
10、所述拍摄装置还用于在地层内注入流体的过程中，拍摄流体在地层和断层带中的运聚过程图像；所述终端控制系统还用于根据运聚过程图像，确定泥岩涂抹层的连续性和断层带的渗透性；所述终端控制系统还用于根据断层带结构特征数据，确定泥岩涂抹保持连续的临界值以及泥岩涂抹层连续性和断层带渗透性的控制因素；
11、所述拍摄装置还用于在对断层带结构剖析时，拍摄断层面上的泥岩涂抹层图像；所述终端控制系统还用于根据所述泥岩涂抹层图像，确定泥岩涂抹层内部是否发育空洞或裂缝。
12、一种断层带的结构-渗透性耦合模拟与分析方法，所述模拟与分析方法应用于前述的断层带的结构-渗透性耦合模拟系统，所述模拟与分析方法包括：
13、选取预设断层倾角的断层块体，并设置于断层带的结构-渗透性耦合模拟装置中；
14、按照预设实验地层模型，在断层块体内由下至上依次铺设各个地层，并向铺设好的地层中注入纯净水，直至达到最高水位线后停止注水；
15、控制断层块体按照断层滑动速率和断层滑动总位移进行变形，使得在地层中形成断层带，并拍摄变形过程中的地层，获得断层带演化图像；
16、在断层带形成后，按照预先设定的流体注入速率和流体注入量向地层内注入着色煤油，并在注油过程中拍摄着色煤油在地层和断层带中的运聚过程图像；
17、根据所述断层带演化图像，利用piv粒子图像测速技术识别断层带，并分析断层带形成演化过程；
18、进行断层带结构的挖掘和解剖，拍摄断层面上的泥岩涂抹层图像，并根据所述泥岩涂抹层图像，确定泥岩涂抹层内部是否发育空洞或裂缝；
19、根据所述运聚过程图像，确定泥岩涂抹层的连续性和断层带的渗透性；
20、通过改变预设实验地层模型、断层滑动速率和断层滑动总位移进行多次实验，并根据每次实验后的断层带结构特征数据，运用泥岩涂抹连续性表征算法确定泥岩涂抹保持连续的临界值，同时分析获得泥岩涂抹连续性和断层带渗透性的控制因素。
21、可选地，通过改变预设实验地层模型、断层滑动速率和断层滑动总位移进行多次实验，并根据每次实验后的断层带结构特征数据，运用泥岩涂抹连续性表征算法确定泥岩涂抹保持连续的临界值，具体包括：
22、通过改变预设实验地层模型、断层滑动速率和断层滑动总位移进行多次实验，并记录每次实验后的断层带结构特征数据；所述断层带结构特征数据包括泥岩涂抹最小厚度；
23、根据每次实验后的断层带结构特征数据，采用多种泥岩涂抹连续性表征算法，计算每种泥岩涂抹连续性表征算法对应的各泥岩涂抹层的表征系数值；
24、运用统计方法绘制出表征系数值与泥岩涂抹最小厚度相关关系的散点图；
25、根据所述散点图，选取与泥岩涂抹最小厚度具有最大相关性的表征系数，作为泥岩涂抹连续性的最优表征参数；
26、统计泥岩涂抹连续性与所述最优表征参数之间的关系，得到泥岩涂抹保持连续的临界值，并作为断层带封闭的临界值。
27、可选地，还包括：
28、控制断层块体按照断层滑动速率进行变形，同时按照预先设定的流体注入速率和流体注入量向地层内注入着色煤油，并实时获取变形过程中的地层变化图像；
29、当观察到断层带开始发生着色煤油渗漏时，停止变形，并将当前的断距确定为断层带发生渗漏的临界断距。
30、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
31、本专利技术实施例的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置、系统及分析方法，终端控制系统控制变形模拟系统进行变形，使得在地层中形成断层带，模拟断层带形成过程，并设置了流体注入系统，可在断层带形成过程中或完全变形后注入流体，从而实现模拟流体在地层和断层带中的运聚全过程，从而根据流体运聚过程确定泥岩涂抹的连续性和断层带的相对渗透性。还可通过多次实验得到的断层带结构特征数据，运用泥岩涂抹连续性表征算法确定泥岩涂抹保持连续的临界值，同时分析获得泥岩涂抹连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，包括：变形模拟系统、流体注入系统和终端控制系统；
2.根据权利要求1所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述变形模拟系统包括：断层块体、传动轴、刻度标尺、最高水位线、防水外箱和数字伺服电机；
3.根据权利要求2所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述断层块体包括：上盘和下盘；
4.根据权利要求3所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述变形模拟系统还包括：固定基座、承重台和速度-位移传感器；
5.根据权利要求4所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述流体注入系统包括：平流泵和多个流体输导管线；
6.根据权利要求1所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述断层块体的断层倾角有30°、45°、60°和75°。
7.一种断层带的结构-渗透性耦合模拟系统，其特征在于，包括：拍摄装置和权利要求1-6任一项所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置；
8.一种断层带的结构-渗透性耦合模拟与分析方法，其特征在于，所述模拟与分析方法应用于权利要求7所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟系统，所述模拟与分析方法包括：
9.根据权利要求8所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟与分析方法，其特征在于，通过改变预设实验地层模型、断层滑动速率和断层滑动总位移进行多次实验，并根据每次实验后的断层带结构特征数据，运用泥岩涂抹连续性表征算法确定泥岩涂抹保持连续的临界值，具体包括：
10.根据权利要求8所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟与分析方法，其特征在于，还包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，包括：变形模拟系统、流体注入系统和终端控制系统；
2.根据权利要求1所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述变形模拟系统包括：断层块体、传动轴、刻度标尺、最高水位线、防水外箱和数字伺服电机；
3.根据权利要求2所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述断层块体包括：上盘和下盘；
4.根据权利要求3所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述变形模拟系统还包括：固定基座、承重台和速度-位移传感器；
5.根据权利要求4所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征在于，所述流体注入系统包括：平流泵和多个流体输导管线；
6.根据权利要求1所述的断层带的结构-渗透性耦合模拟装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宪强，付晓飞，孟令东，王海学，王超，刘志达，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。