本实用新型公开了一种二维可视化非均质填充平板模型，其涉及油气田开发物理模拟实验技术领域，二维可视化非均质填充平板模型包括：上压板机构，其包括第一金属框架，第一玻璃平板，设置在第一金属框架和第一玻璃平板之间的第一密封层，第一玻璃平板的下端面设置有第一双面胶层；下压板机构，其包括第二金属框架，设置在第二金属框架下的第二玻璃平板，设置在第二金属框架和第二玻璃平板之间的第二密封层，第二玻璃平板的下端面设置有第二双面胶层；非均质石英砂层，上压板机构和下压板机构相对设置，等等。本申请能够有效模拟水平非均质地层和衡量单层孔喉大小的问题，克服填充过程中不同类型石英砂之间存在较大缝隙破坏储层整体性的问题。