CN114973891B - 一种三维可视化断裂缝洞模型及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维可视化断裂缝洞模型，其包括：用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的主断裂区的板状核部模型本体，其中所述核部模型本体内部具有模拟缝洞结构；用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的一个或多个次断裂区的一个或多个板状过渡带模型本体，其中每个所述过渡带模型本体内部具有模拟缝洞结构；多条连接管线；其中，在所述核部模型本体和所述一个或多个过渡带模型本体的侧面设置有用于模拟连通主断裂区和一个或多个次断裂区的多条裂缝沟通的端口的连接孔，其中所述多条连接管线连接相应的连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通。本发明还提供一种三维可视化断裂缝洞模型的制作方法。

Description

一种三维可视化断裂缝洞模型及其制作方法

技术领域

本发明涉及石油和天然气勘探开发技术领域，尤其是涉及碳酸盐岩缝洞型油藏开发技术，具体涉及缝洞油藏的物理模型设计与制作方法。

背景技术

碳酸盐岩缝洞型油藏是一类比较特殊的油藏，其基本地质特征包括风化壳岩溶、断裂岩溶和暗河岩溶。在断裂岩溶中，油藏宏观上由一条或数条断裂带控制，沿断裂带局部分布规模不等的裂缝或溶洞。此类油藏中断裂、裂缝和溶洞既是储集空间也是主要的流动通道。碳酸盐岩油藏缝洞结构异常复杂，油、气、水流动和分布规律的准确描述一直是油藏开发人员面临的难题之一。目前已有的缝洞油藏模型包括：裂缝网络机理模型、单个溶洞机理模型、缝-洞网络机理模型、缝-洞不同连通模式机理模型、典型注采关系机理模型、微观注水缝洞模型、高温高压定容机理模型、二维或三维可视化物理模型等。

在此，本发明注意到下述的文献和专利及专利申请。

李俊等人（2008）根据塔河油田地质资料显示的缝洞联接方式设计了网络缝洞模型和串联缝洞模型两种缝洞物理模型，采用人工造缝造洞技术制备实验模型岩心。

郑小敏（2010）应用缝洞型碳酸盐岩全直径岩心，先将岩心对半剖分，在岩样面上模拟裂缝－孔洞组合刻蚀，再还原为圆柱状岩心，从而制备成不规则缝洞网络模型。

王世洁（2011）根据塔河油田地质模型地震解释所得到的缝洞体地质特征描述，采用全直径岩心对半剖分方法，分别在每块岩心的岩面上找出具有充填物特征的裂缝和孔洞体，然后参照裂缝和孔洞体的大小、位置、走向和深度进行裂缝、溶洞网络刻蚀，形成裂缝－孔洞体组合网络模型，再用不渗透耐高温耐油聚四氟乙烯塑料衬垫嵌合还原为具有缝洞体的柱状岩心，从而制备成不规则缝洞网络全直径岩心模型。

隋宏光等人（2011）为研究缝洞型油藏的复杂结构对水驱油的影响，制作了4类17个不同结构的缝洞介质物理模型，开展一系列水驱油物理模拟实验。模型本体选用水润湿的大理石块按照实验方案装配而成。

郭平（2012）采用有机玻璃板刻蚀得到二维微观可视化刻蚀模型，将嵌合好的模型装入特制高强度耐压橡胶夹持模具，通过摄像动态观察不同注入流体下的驱替过程及油气水运移规律。

丁观世（2012）利用天然露头岩心制作出裂缝网络和裂缝-溶洞可视化物理模型，裂缝网络模型中裂缝直径在1~3mm，裂缝溶洞模型中裂缝直径0.4~0.9mm，溶洞直径20~40mm，制作过程中采用了石蜡充填与环氧树脂固封相结合的工艺。

王敬（2014）根据相似原理构建了缝洞组合体模型，组合体模型由内衬裂缝、溶洞腔体、玻璃视窗和钢质外壳构成，可用于模拟水驱过程，研究油水流动和分布规律。

程晓军（2018）以储集层连井剖面为依据，采用有机玻璃进行精细雕刻，构建了由溶洞、裂缝等不同储集空间组合的缝洞型结构模型。模型中溶洞大小、裂缝长度、裂缝宽度及井间距离与矿场按照1:1000比例制作。

屈鸣（2018）对S48油藏部分井组、部分地质原型图进行纵向切片后，使用透明性较好的有机材料分层绘制刻画图，按照分层刻画图设计模型，实现模型可视化。

杨景斌（2019）利用过井断面投影叠加刻画缝洞型油藏多井纵向非均质特征，进行二维尺度的刻画，采用透明有机玻璃（亚克力）制作出二维可视化缝洞模型，模型可用于模拟注氮气提高采收率。

ZL201510065198.6公开了一种缝洞型碳酸盐油藏的三维物理模型建立方法发明，利用克里金插值法通过三维地震截面图像重构三维数值模型，然后雕刻得到三维物理模型。

ZL201710043109.7公开了在碳酸盐岩缝洞***物理模型制作中所选用的岩石试样为实地选取的缝洞型碳酸盐岩，所述铸体材料与岩石试样的密度不同，所述铸体材料为耐化学腐蚀的材料。

CN201820602799.5公开了一种缝洞型碳酸盐岩油藏立体注采模型实用新型，该立体模型包括筒体，筒体两端开口处分别设有密封盖，筒体内设有胶筒，胶筒两端分别与两密封盖密封连接，筒体与胶筒之间形成环腔，胶筒内设有模拟岩块，模拟岩块由下至上包括径流岩溶模拟结构、渗流岩溶模拟结构和表层岩溶模拟结构，两密封盖上分别形成有多个通孔。

CN201811160092.4公开了一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法，采用油藏的地震剖面图像，去除不具有渗流能力的基质部分，将灰度图中不同灰度对象对应不同的亮度值，依据亮度值大小进行非等距拉伸构成三维模型。

CN201810434518.4公开了一种缝洞油藏三维物理模型充填设计方法，根据地震反射特征、测井曲线解释、地质建模孔隙度模型来确定充填程度。

CN201910506002.0公开了采用3D打印技术制作了一种非透明三维缝洞物理模型。

CN201911148371.3公开了一种高温高压的缝洞物理模型，该模型外部采用耐压容器作为釜体，内部采用碳酸盐岩样共同构成缝洞结构。

现有的缝洞物理模型设计制作方法存在的问题是模型缝-洞结构比较简单和理想化，制作的模型以裂缝和溶洞构成的风化壳岩溶为主，没有专门针对断裂岩溶模型开展设计与制作方法研究。现有的缝洞物理模型与真实油藏复杂的断裂结构特征相差甚远，模型代表性不够。

因此，构建以断裂分布为主要特征的缝洞油藏物理模型是采用实验手段研究此类油藏的前提条件，对于指导缝洞油藏的高效开发具有重要意义。

上述描述仅作为了解本领域相关技术的背景，并非承认其属于现有技术。

发明内容

本发明旨在建立一种更接近真实油藏、尤其是裂岩溶缝洞油藏井区的物理模型设计与制作方法。具体地，本发明意图提供一种能够以高精度、可视化且成本节约的方式实现的三维可视化断裂缝洞模型及其制作方法。

在本发明的实施例中，提供一种三维可视化断裂缝洞模型，其包括：

用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的主断裂区的板状核部模型本体，其中所述核部模型本体内部具有模拟缝洞结构；

用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的一个或多个次断裂区的一个或多个板状过渡带模型本体，其中每个所述过渡带模型本体内部具有模拟缝洞结构；

多条连接管线；

其中，在所述核部模型本体和所述一个或多个过渡带模型本体的侧面设置有用于模拟连通主断裂区和一个或多个次断裂区的多条裂缝沟通的端口的连接孔，其中所述多条连接管线连接相应的连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通；

其中，所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型通过所述连接管线共同形成整体的水动力学***。

在一些实施例中，所述核部模型本体包括用于模拟主断裂区的多层主断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃。

在一些实施例中，每个所述过渡带模型本体包括用于模拟次断裂区的多层次断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃；

在一些实施例中，所述核部模型本体和过渡带模型本体的模拟缝洞结构包括由3D雕刻在所述多片透明有机玻璃中加工出的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞。

在一些实施例中，在所述核部模型本体和过渡带模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充有颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强。

在一些实施例中，所述核部模型本体中形成有从顶部向内部延伸的主断裂模拟井。

在一些实施例中，所述一个或多个过渡带模型本体中形成有从顶部向内部延伸的次断裂模拟井。

在一些实施例中，所述三维可视化断裂缝洞模型还包括在所述连接孔处设置的可选择性地通断和/或调整通过压力的气动连接头。

在本发明的实施例中，提供一种三维可视化断裂缝洞模型的制作方法，其包括：

获取断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图；

在所述缝洞结构分布图中定义沿纵向剖面剖切的主断裂区，并确定所述主断裂区中的缝洞结构，其中所述缝洞结构包括断裂面和在断裂面中不同部位分布的裂缝和溶洞；

在所述缝洞结构分布图中定义沿纵向剖面剖切的一个或多个次断裂区，并确定每个所述次断裂区各自的缝洞结构，其中所述缝洞结构包括断裂面和在断裂面中不同部位分布的裂缝和溶洞；

在所述缝洞结构分布图中确定连通所述主断裂区和所述一个或多个次断裂区的多条裂缝沟通，所述裂缝沟通具有位于主断裂区和一个或多个次断裂区的纵向剖面中的端口；

按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，其中所述核部模型本体模拟所述主断裂区并具有模拟缝洞结构，所述一个或多个板状过渡带模型本体模拟所述一个或多个次断裂带并具有各自的模拟缝洞结构；

在所述核部模型本体和所述一个或多个过渡带模型本体的侧面设置用于模拟所述端口的连接孔；

提供多条连接管线用于连接所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型中的相应连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通，从而使得所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型通过所述连接管线共同形成整体的水动力学***。

在一些实施例中，所述获取断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图，包括：

根据断裂岩溶缝洞油藏井区的地震解释得到所述断裂岩溶缝洞油藏井区的精细缝洞结构分布图；

对断裂岩溶中的裂缝和溶洞分布进行合并和简化，得到等效缝洞结构分布图以用作所述断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图。

在一些实施例中，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，包括：

对所述主断裂区划分成多层主断裂区段；

对每个所述次断裂区分别分成多层次断裂区段；

根据所述主断裂区对多片透明有机玻璃进行3D雕刻以加工出模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞，其中每片透明有机玻璃模拟一层主断裂区段；

根据每个所述次断裂区对多片透明有机玻璃进行3D雕刻以加工出模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞，其中每片透明有机玻璃模拟一层次断裂区段；

将针对所述主断裂区的多片透明有机玻璃片层叠固定以形成板状核部模型本体；

将针对每个所述次断裂区的多片透明有机玻璃片层叠固定以形成板状过渡带模型本体。

在一些实施例中，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，还包括：

在所述核部模型本体中形成从顶部向内部延伸的主断裂模拟井；

在所述一个或多个过渡带模型本体中形成从顶部向内部延伸的次断裂模拟井。

在一些实施例中，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，还包括：

向所述核部模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强；

向每个所述板状过渡带模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强。

在一些实施例中，所述提供多条连接管线用于连接所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型中的相应连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通，包括

在所述连接管线中设置可选择性地通断和/或调整通过压力的气动连接头。

由此，本发明实施例实现了下述的有益效果：

1、断裂缝洞物理模型的整体缝洞结构形态以明确的地质背景作为支撑，模型结构形态根据真实油藏的断裂结构简化得到，模型尺寸按照真实油藏尺度按比例缩小得到，设计制作的模型结构更具有代表性。

2、断裂缝洞模型由透明有机玻璃构成，可观察油、气、水在缝洞结构中的三维流动及分布。

3、断裂缝洞模型***由组合体串在一起，根据实验和研究的需要可以选取不同的井位开展注水、注气和其它油藏开发物理模拟实验。

本发明实施例的其他特征和优点部分可从下文的具体实施方式获知，部分可以通过本文的教导而由本领域技术人员推导而得。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本公开的实施例，其中：

图1示出了根据本发明实施例的三维可视化断裂缝洞模型的示意性结构图；

图2示出了根据本发明实施例的方法流程图；

图3示出了根据本发明实施例的方法流程图；

图4示出了根据本发明实施例的方法流程图；

图5示出了根据本发明实施例的方法流程图；

图6示出了根据本发明实施例的方法流程图；

图7 是塔河油田典型断裂带地震缝洞分布图；

图8是典型断裂缝洞油藏核部和过渡带分布图；

图9是典型断裂缝洞油藏简化后的等效结构图

图10示出了根据本发明实施例的缝洞结构以及连通结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明白，下面结合具体实施方式和附图，对本发明做详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明的实施例中提供了一种三维可视化断裂缝洞模型。在一个示例中，如图1所示，所述三维可视化断裂缝洞模型例如可以包括板状核部模型本体1、一个或多个板状过渡带模型本体（在所示实施例中为两个2和3）以及连接这些本体的连接管线***。

在本发明的实施例中还相应地提供了一种三维可视化断裂缝洞模型制造方法，其例如可以制造例如图1所示的三维可视化断裂缝洞模型。

如图2至6结合其他附图所示，下文将描述根据本发明实施例的三维可视化断裂缝洞模型制造方法。

如图2所示的实施例中，一种三维可视化断裂缝洞模型的制作方法可包括：

S201：获取断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图；

S202：在所述缝洞结构分布图中定义沿纵向剖面剖切的主断裂区，并确定所述主断裂区中的缝洞结构，其中所述缝洞结构包括断裂面和在断裂面中不同部位分布的裂缝和溶洞；

S203：在所述缝洞结构分布图中定义沿纵向剖面剖切的一个或多个次断裂区，并确定每个所述次断裂区各自的缝洞结构，其中所述缝洞结构包括断裂面和在断裂面中不同部位分布的裂缝和溶洞；

S204：在所述缝洞结构分布图中确定连通所述主断裂区和所述一个或多个次断裂区的多条裂缝沟通，所述裂缝沟通具有位于主断裂区和一个或多个次断裂区的纵向剖面中的端口；

S205：按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，其中所述核部模型本体模拟所述主断裂区并具有模拟缝洞结构，所述一个或多个板状过渡带模型本体模拟所述一个或多个次断裂带并具有各自的模拟缝洞结构；

S206：在所述核部模型本体和所述一个或多个过渡带模型本体的侧面设置用于模拟所述端口的连接孔；

S207：提供多条连接管线用于连接所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型中的相应连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通，从而使得所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型通过所述连接管线共同形成整体的水动力学***。

优选地，所述整体的水动力学***指多个本体之间可以连通，并且针对一个本体所施加的油、气、水可能对其他本体的产生可观测的影响。

进一步地，如图3所示，所述获取断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图，可包括：

S301：根据断裂岩溶缝洞油藏井区的地震解释得到所述断裂岩溶缝洞油藏井区的精细缝洞结构分布图；

S302：对断裂岩溶中的裂缝和溶洞分布进行合并和简化，得到等效缝洞结构分布图以用作所述断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图。

如图6和图7所示，示出了根据塔河油田一个典型的断裂岩溶缝洞油藏TP12CX井区地震解释得到的示例性缝洞结构分布图。大量裂缝沿同一方向展布从而在宏观上形成断裂带，断裂带中的缝洞分为表层连通、中部连通和深部连通。TP12CX井区断裂核部为主断裂（核部），两条过渡带上分布次断裂（过渡带）。对断裂岩溶中的裂缝和溶洞分布进行了合并与简化，得到整体断裂岩溶背景下的等效缝洞结构分布图。根据等效缝洞结构分布图得到断裂岩溶模型的整体结构。

图6给出了塔河油田一个典型的断裂岩溶缝洞油藏TP12CX井区地震解释得到的缝洞分布图。裂缝和溶洞分布如图6所示，大量的裂缝沿同一方向展布从而在宏观上形成断裂带，断裂带中的缝洞分为表层连通、中部连通和深部连通。整个TP12CX井区存在若干断裂带。图7给出了图6中虚线框内所示TP12CX井区断裂的整体分布。核部为主断裂，两条过渡带上分布有次断裂。在这些实施例中，在断裂的中间形成了断裂面，并且缝、洞分布在断裂面的不同部位。

尽管在所示的示例中呈现一条主断裂和两条次断裂的结构，但可以想到根据实际情况确定其他的断裂结构。

参考图8，可以对断裂岩溶中的裂缝和溶洞分布进行了合并与简化，得到整体断裂岩溶背景下的等效缝洞结构分布图。在本发明的实施例中，所述的断裂岩溶模型的整体结构可以按此设计（比例尺1:1000~1:2000）。

根据缝洞结构分布图、如等效缝洞结构分布图可以相应地定义主断裂区和次断裂区以及连接主断裂区和次断裂区之间的断裂沟通，更具体地时连通它们各自的缝洞结构。更具体地，所述断裂区可以沿纵向剖面剖切来定义，由此也限定除了位于剖面处的断裂沟通的端口。在所述实施例中，纵向剖面总体指沿断裂的延伸长度在深度上剖切。作为解释而非限制地，通过分体定义各断裂区，一方面能够良好地全方位地模拟主要断裂结构的性质，而且又能够以简单低成本的方式实现不同断裂区之间的水力***的模拟。

进一步地，根据本发明实施例的制造本体可以是采用3D雕刻多层透明有机玻璃的形式实现。

例如，如图4所示，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，可以包括：

S401：对所述主断裂区划分成多层主断裂区段；

S402：对每个所述次断裂区分别分成多层次断裂区段；

S403：根据所述主断裂区对多片透明有机玻璃进行3D雕刻以加工出模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞，其中每片透明有机玻璃模拟一层主断裂区段；

S404：根据每个所述次断裂区对多片透明有机玻璃进行3D雕刻以加工出模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞，其中每片透明有机玻璃模拟一层次断裂区段；

S405：将针对所述主断裂区的多片透明有机玻璃片层叠固定以形成板状核部模型本体；

S406：将针对每个所述次断裂区的多片透明有机玻璃片层叠固定以形成板状过渡带模型本体。

进一步，如图5所示，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，还可以包括：

S501：在所述核部模型本体中形成从顶部向内部延伸的主断裂模拟井；

S502：在所述一个或多个过渡带模型本体中形成从顶部向内部延伸的次断裂模拟井。

进一步地，如图6所示，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，还可以包括：

S601：向所述核部模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强；

S602：向每个所述板状过渡带模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强。

进一步地，所述提供多条连接管线用于连接所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型中的相应连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通，包括

在所述连接管线中设置可选择性地通断和/或调整通过压力的气动连接头。

可选地，例如图1所示所述气动连接头7设置在连接孔处。

结合图1和图10所述，描述了根据本发明实施例所述的断裂岩溶缝洞模型可包括模型本体，例如包括一个核部模型本体1和二个过渡带模型本体2、3、连接管线6、连接接头、模拟井位12、22、32、充填物（未示出）。

在所示的实施例中，该板状核部模型本体1用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的主断裂区，并具有模拟缝洞结构。更具体地，核部模型本体1的模拟缝洞结构包括模拟断裂面14、模拟裂缝16和模拟溶洞18。

在所示的实施例中，一个或多个板状过渡带模型本体（2个）2、3用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的一个或多个次断裂区。每个所述过渡带模型本体内部具有模拟缝洞结构。更具体地，板状过渡带模型本体2、3的模拟缝洞结构包括模拟断裂面24、34、模拟裂缝26、36和模拟溶洞28、38。

结合参考图1、图9和图10，在所述核部模型本体和所述一个或多个过渡带模型本体的侧面设置有用于模拟连通主断裂区和一个或多个次断裂区的多条裂缝沟通的端口的连接孔7。多条连接管线6连接相应的连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通。在所示的实施例中，可选择性地通断和/或调整通过压力的气动连接接头设置在连接孔7部位。但可以想到，气动连接接头可以设置在连接管线的其他位置。在一些实施例中，模型所用连接管线6为透明气动管线，所述接头为塑料气动接头。如图9和图10给出了三条断裂之间的连通结构示意图。核部和过渡带之间在不同部位均存在连通通道6，通过在模型不同部位设置连接孔7（φ4mm），可以把两个断裂之间的连接孔按照一定的高低组合用管线连接起来形成一个整体的水动力学***。

由此，所述核部模型本体1和一个或多个过渡带模型2、3通过所述连接管线6（以及相应的气动连接接头7）共同形成整体的水动力学***。

继续参考图1、图9和图10，核部模型本体1包括用于模拟主断裂区的多层主断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃10。

继续参考图1、图9和图10，每个过渡带模型本体2、3包括用于模拟次断裂区的多层次断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃20、30。

继续参考图1、图9和图10，所述核部模型本体1和过渡带模型本体2、3的模拟缝洞结构包括由3D雕刻在所述多片透明有机玻璃10、20、30中加工出的模拟断裂面14、24、34、模拟裂缝18、28、38和模拟溶洞16、26、36。

图9给出了断裂缝洞油藏中断裂面（对应模拟断裂面）、溶洞体（对应模拟溶洞）、断裂内部裂缝、即沟通缝（对应模拟裂缝）的三维实体透视图。各条断裂、裂缝和溶洞的形态和分布如图9所示，模型整体包括三个断裂结构，即对应于所定义的三个断裂区。在每条断裂上分布有若干大小不一的溶洞，断裂内部通过若干裂缝沟通。

在进一步的具体实施例中，例如核部模型本体1包括4片层叠的有机玻璃片10；过渡带模型本体2、3包括2片层叠的有机玻璃片。在一些实施例中，断裂岩溶缝洞模型***安装在钢架上面，其中核部组合体模型外观尺寸可以为长900mm×宽600mm×厚120mm，过渡带组合体模型外观尺寸为长900mm×宽600mm×厚60mm。透明有机玻璃片10、20、30按照各本体的3D设计图进行分层分块雕刻，同一组合体使用的有机玻璃板外观尺寸可以相同。例如，单张有机玻璃片外观尺寸：长90cm×宽60cm×厚30mm。

在一些实施例中，模拟断裂面例如可以在一对透明有机玻璃片的对置表面中共同形成。在一些实施例中，模拟溶洞可以贯穿一片或多片透明有机玻璃片形成。相应地，模拟裂缝（即断裂内的沟通缝）可以在形成模拟溶洞的贯穿部后在玻璃中钻孔形成。在一些实施例中，模型内部的模拟断裂面宽度1mm，模拟溶洞尺寸2~15cm，外径4~6mm，内径4~6mm。在一些实施例中，模型中断裂面雕刻深度可以为2mm，沟通缝、溶洞可以分布在断裂的浅层、中间层和深层。

在图中未示出，在所述核部模型本体1和过渡带模型本体2、3的模拟断裂面14、24、34、模拟裂缝18、28、38和模拟溶洞16、26、36中填充有颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强。在一些实施例中，充填物可以为不同粒径的石英砂、玻璃珠和玻璃碎块。在一些实施例中，可以在断裂面中均充填粒径60~80目的石英砂；裂缝、溶洞中均布置有不同粒径的充填物。

继续参考图1、图9和图10，在核部组合体的两个侧面均钻有连接孔7来安装连接管道6以连接过渡带本体的相应侧面中钻设的连接孔7，用于模拟主断裂和次断裂之间的裂缝沟通。

继续参考图1、图9和图10，所述核部模型本体1中形成有从顶部向内部延伸的主断裂模拟井12。过渡带模型本体2、3中形成有从顶部向内部延伸的次断裂模拟井22、32。

在一些实施例中，模拟井位可以包括固定在井位孔部位的塑料管，例如外径6mm，内径4mm。

尽管图中未示出，在一些实施例中，沿模型本体的四边可以钻有例如直径8mm的螺孔10用于安装固定螺杆。

根据本发明一些实施例的结构特点是模型由本体之间通过连接管线和连接接头把不同部位连接起来形成由1条主断裂和2条次断裂构成的统一的水动力学***。在整个模型***中，核部组合***于中心，2个过渡带组合体分别布置在核部组合体的左右两侧。核部组合体和过渡带组合体均为中间具有断裂面的缝洞结构，其中缝、洞分布在断裂面的不同部位，断裂面和缝、洞中均布置有不同粒径的充填物，各模型本体整体从上到下表现为充填程度增强。

在一些实施例中，每个模型组合体均由若干块透明有机玻璃板经过3D雕刻形成，每一块有机玻璃板外观尺寸均相同、厚度一致。沿每一个模型组合体的4条边特定位置均钻有螺孔用于安装固定螺杆；在核部组合体和过渡带组合体的顶部设置若干连通内部缝洞体的小孔，用于模拟注、采井。在核部组合体的两个侧面均钻有连接孔来安装连接管线，用于模拟主断裂和次断裂之间的裂缝沟通；分别在每个过渡带组合体的一个侧面上钻连接孔用来安装连接管线，模拟主断裂和次断裂之间的裂缝沟通。

本发明涉及碳酸盐岩缝洞型油藏开发技术，是一种用于开展缝洞油藏注水或注气模拟的物理模型。模型包括本体（1个核部断裂模型和2个过渡带断裂模型）、连接管线、连接接头、模拟井位、充填物等。模型的核部位于中心，2个过渡带分别布置在左右两侧，核部和过渡带之间通过连接管线和连接接头把不同部位连接起来形成一个水动力学的整体***。在模型的不同部位充填不同粒径的充填物模拟不同的充填程度。本发明的制作方法基于真实碳酸盐岩油藏中的断裂分布特征，制作出来的模型能更好的模拟具有断裂特征的碳酸盐岩缝洞油藏。

在本文中，针对本发明的多个实施例进行了描述，但为简明起见，各实施例的描述并不是详尽的，各个实施例之间相同相似的特征或部分可能会被省略。在本文中，各实施例的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其变体意在涵盖式，而非穷尽式，从而包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备可包括这些要素，而不排除还可包括没有明确列出的其他要素。

已参考上述实施例具体示出并描述了本发明的示例性***及方法，其仅为实施本***及方法的最佳模式的示例。本领域的技术人员可以理解的是可以在实施本***及/或方法时对这里描述的***及方法的实施例做各种改变而不脱离界定在所附权利要求中的本发明的精神及范围。所附权利要求意在界定本***及方法的范围，故落入这些权利要求中及与其等同的***及方法可被涵盖。对本***及方法的以上描述应被理解为包括这里描述的全部的新的及非显而易见的元素的结合，而本申请或后续申请中可存在涉及任何新的及非显而易见的元素的结合的权利要求。此外，上述实施例是示例性的，对于在本申请或后续申请中可以要求保护的全部可能特征及元素组合中，没有一个单一特征或元素是必不可少的。

Claims (10)

1.一种三维可视化断裂缝洞模型，其特征在于，包括：

用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的主断裂区的板状核部模型本体，其中所述核部模型本体内部具有模拟缝洞结构；

用于等比例缩小模拟裂岩溶缝洞油藏井区的一个或多个次断裂区的一个或多个板状过渡带模型本体，其中每个所述过渡带模型本体内部具有模拟缝洞结构；

多条连接管线；

其中，在所述核部模型本体和所述一个或多个过渡带模型本体的侧面设置有用于模拟连通主断裂区和一个或多个次断裂区的多条裂缝沟通的端口的连接孔，其中所述多条连接管线连接相应的连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通；

其中，所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型通过所述连接管线共同形成整体的水动力学***；

所述核部模型本体包括用于模拟主断裂区的多层主断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃，其中每片透明有机玻璃模拟一层主断裂区段；

每个所述过渡带模型本体包括用于模拟次断裂区的多层次断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃，其中每片透明有机玻璃模拟一层次断裂区段；

其中，所述核部模型本体和过渡带模型本体的模拟缝洞结构包括由3D雕刻在所述多片透明有机玻璃中加工出的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞。

2.根据权利要求1所述的三维可视化断裂缝洞模型，其特征在于，在所述核部模型本体和过渡带模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充有颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强。

3.根据权利要求1所述的三维可视化断裂缝洞模型，其特征在于，所述核部模型本体中形成有从顶部向内部延伸的主断裂模拟井；所述一个或多个过渡带模型本体中形成有从顶部向内部延伸的次断裂模拟井。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的三维可视化断裂缝洞模型，其特征在于，所述三维可视化断裂缝洞模型还包括在所述连接管线中设置的可选择性地通断和/或调整通过压力的气动连接头。

5.一种三维可视化断裂缝洞模型的制作方法，其特征在于，包括：

获取断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图；

在所述缝洞结构分布图中定义沿纵向剖面剖切的主断裂区，并确定所述主断裂区中的缝洞结构，其中所述缝洞结构包括断裂面和在断裂面中不同部位分布的裂缝和溶洞；

在所述缝洞结构分布图中定义沿纵向剖面剖切的一个或多个次断裂区，并确定每个所述次断裂区各自的缝洞结构，其中所述缝洞结构包括断裂面和在断裂面中不同部位分布的裂缝和溶洞；

在所述缝洞结构分布图中确定连通所述主断裂区和所述一个或多个次断裂区的多条裂缝沟通，所述裂缝沟通具有位于主断裂区和一个或多个次断裂区的纵向剖面中的端口；

按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，其中所述核部模型本体模拟所述主断裂区并具有模拟缝洞结构，所述一个或多个板状过渡带模型本体模拟所述一个或多个次断裂带并具有各自的模拟缝洞结构；

在所述核部模型本体和所述一个或多个过渡带模型本体的侧面设置用于模拟所述端口的连接孔；

提供多条连接管线用于连接所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型中的相应连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通，从而使得所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型通过所述连接管线共同形成整体的水动力学***；

所述核部模型本体包括用于模拟主断裂区的多层主断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃，其中每片透明有机玻璃模拟一层主断裂区段；

每个所述过渡带模型本体包括用于模拟次断裂区的多层次断裂区段的层叠固定的多片透明有机玻璃，其中每片透明有机玻璃模拟一层次断裂区段；

其中，所述核部模型本体和过渡带模型本体的模拟缝洞结构包括由3D雕刻在所述多片透明有机玻璃中加工出的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞。

6.根据权利要求5所述的三维可视化断裂缝洞模型的制作方法，其特征在于，所述获取断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图，包括：

根据断裂岩溶缝洞油藏井区的地震解释得到所述断裂岩溶缝洞油藏井区的精细缝洞结构分布图；

对断裂岩溶中的裂缝和溶洞分布进行合并和简化，得到等效缝洞结构分布图以用作所述断裂岩溶缝洞油藏井区的缝洞结构分布图。

7.根据权利要求5所述的三维可视化断裂缝洞模型的制作方法，其特征在于，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，包括：

对所述主断裂区划分成多层主断裂区段；

对每个所述次断裂区分别分成多层次断裂区段；

根据所述主断裂区对多片透明有机玻璃进行3D雕刻以加工出模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞，其中每片透明有机玻璃模拟一层主断裂区段；

根据每个所述次断裂区对多片透明有机玻璃进行3D雕刻以加工出模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞，其中每片透明有机玻璃模拟一层次断裂区段；

将针对所述主断裂区的多片透明有机玻璃片层叠固定以形成板状核部模型本体；

将针对每个所述次断裂区的多片透明有机玻璃片层叠固定以形成板状过渡带模型本体。

8.根据权利要求7所述的三维可视化断裂缝洞模型的制作方法，其特征在于，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，还包括：

在所述核部模型本体中形成从顶部向内部延伸的主断裂模拟井；

在所述一个或多个过渡带模型本体中形成从顶部向内部延伸的次断裂模拟井。

9.根据权利要求7或8所述的三维可视化断裂缝洞模型的制作方法，其特征在于，所述按照等比例缩小制造板状核部模型本体和一个或多个板状过渡带模型本体，还包括：

向所述核部模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强；

向每个所述板状过渡带模型本体的模拟断裂面、模拟裂缝和模拟溶洞中填充颗粒物，其中颗粒物的填充程度从顶部朝底部增强。

10.根据权利要求5所述的三维可视化断裂缝洞模型的制作方法，其特征在于，所述提供多条连接管线用于连接所述核部模型本体和一个或多个过渡带模型中的相应连接孔，以模拟所述多条裂缝沟通，包括

在所述连接管线中设置可选择性地通断和/或调整通过压力的气动连接头。