[发明专利]一种测量岩石裂隙多相渗流特性的试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种测量岩石裂隙多相渗流特性的试验方法，其特征在于，试验方法通过一试验系统实现，所述试验系统包括供水装置、供气装置、多相渗流工作室、水收集装置和气体收集装置，所述多相渗流工作室包括压紧在裂隙试样两侧的夹板、分别安装在裂隙试样相对表面上的裂隙处的进口端帽和出口端帽，所述供水装置和供气装置均与进口端帽连接，所述水收集装置和气体收集装置均与所述出口端帽连接，所述供水装置包括储水箱和流体蠕动泵，所述流体蠕动泵的一端通过输液管与储水箱连接，另一端通过输液管与进口端帽连接，所述供气装置包括气体蠕动泵，所述气体蠕动泵的一端与大气连接，另一端通过输气管与进口端帽连接；所述水收集装置包括第一电子秤和第一储水容器，所述第一储水容器设置于第一电子秤上，所述第一储水容器通过回液管与出口端帽连接，所述气体收集装置包括第二电子秤、第二储水容器、盛有水的分支容器和倒扣在分支容器内的气体收集瓶，所述第二储水容器设置于第二电子秤上，所述气体收集瓶通过一回气管与出口端帽连接，所述分支容器内的出液口与所述第二储水容器连接；试验方法包括如下步骤：

S1：将方形岩石试件通过劈裂法得到第一半裂隙原样和第二半裂隙原样，所述第一半裂隙原样和第二半裂隙原样具有可吻合的裂隙表面；

S2：在第一半裂隙原样上的四周贴合压板，形成以所述第一半裂隙原样的裂隙表面为底面的成型容腔；

S3：向所述成型容腔内注入液态环氧树脂，待固化后形成具有所述裂隙表面的第一半裂隙试样；

S4：重复步骤S2- S3，形成具有所述裂隙表面的第二半裂隙试样；

S5：将第二半裂隙试样和第一半裂隙试样贴合形成裂隙试样和位于裂隙试样内的裂隙，在裂隙试样的裂隙两端采用夹板压紧，将进口端帽和出口端帽相对固接在裂隙试样相对两侧的裂隙处，并对进口端帽、出口端帽和其余裂隙处进行止水处理；

S6、利用工业计算机断层扫描设备扫描复制裂隙试样，获取裂隙的微观形貌特征，分析不同类型裂隙的微观结构特征；

S7、将供水装置、供气装置、裂隙试样、水收集装置及气体收集装置依次连接，启动流体蠕动泵和气体蠕动泵，泵送不同颜料染色的水和气，在水收集装置和气体收集装置处记录液、气两相的进出量；

S8：采用高清数码相机记录裂隙中两相驱替与平衡全过程，记录进、出裂隙的各项流体参数；

S9：采用图像解析技术计算出气体、液体饱和度，测量并计算出裂隙的毛细压力曲线、两相饱和渗透系数、不同饱和度条件下的相对渗透系数。

2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述方形岩石试件横置于压力实验平台上，在所述方形岩石试件的上下放置一根细钢条，对所述细钢条加压至方形岩石试件劈裂为所述第一半裂隙原样和第二半裂隙原样。

3.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在第一半裂隙原样上四周的面上贴上双面胶，在双面胶上密封贴合压板；在所述步骤S3中，在注入液态环氧树脂前，在所述第一半裂隙原样的裂隙表面上涂一层脱模剂。

4.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述步骤S3、S4中，液态环氧树脂的固化温度为15°-25°。

5.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述夹板上设置有多个通孔，所述多相渗流工作室还包括相互配合以压紧设置于所述夹板间的裂隙试样的螺栓和螺母。