构造变形下烃类充注物理模拟实验是利用相似性原理,在砂箱等实验条件内,根据相似性理论构建油气运移的实验环境,研究油气运移和聚集的过程,该实验是研究复杂断裂带油气成藏的一种有效方法,可以帮助石油地质学家从机理上认识油气运移过程。目前国内尚没有一体化的构造变形下烃类充注物理模拟装置,本课题是在研究国内外同类设备的基础上,设计构造变形下的油气充注实验装置监测系统。构造变形下的油气充注实验装置是一套机电一体化实验系统。论文在对主要断层构造现象与成因分析的基础上,从动力学和运动学的角度,总结了断层形成的受力与变形规律,提出了实验装置加载单元应该具有的基本功能;按照相似性理论,运用模块化设计方法,完成了整体实验装置的概念设计,确定了装置的功能和基本参数。根据实验装置机械加载单元实现的功能,论文重点介绍了实验装置电气控制系统的总体方案设计,论述了控制系统的关键技术,以整个系统为对象,优化组合,开发了基于可编程序控制器的分布式运动控制系统,电气系统采用“分散控制、集中管理”结构,既与实验装置模块化的体系相适应,又保证了系统的稳定性及可靠性,实现了易操作、便维护、易扩展、便升级的目的。为了获取烃类在实验模型中的动态运移过程,论文利用基于温纳装置的高密度电法获取了运移的原始信息,建立了电阻率反演成像模型,并对数据的反演成像处理进行了研究。先导实验和数据反演结果表明,基于温纳装置的高密度电法可以实现实验模型内部高含烃区域的检测,初步形成了适用于构造变形下的复杂断裂带内部烃类运移过程的检测技术、数据反演模型和算法。