[发明专利]一种基于CT扫描的页岩水化损伤测试方法

权利要求书

1.一种基于CT扫描的页岩水化损伤测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10、制备目标页岩区标准岩样，并测得岩样的应力-应变曲线；

步骤S20、对岩样进行CT扫描，利用CT扫描机自带的图像自动获取及处理软件进行三维CT图像重构、滤波和二值化处理，并定理提取出岩样中空隙体积以及岩样总体积，然后通过下式计算岩样的初始损伤变量D₀；

式中：V_p0为岩样中的空隙体积；V_t为岩样的总体积；D₀为页岩岩样的初始损伤变量；

步骤S30、然后对岩样进行模拟水化实验，在至少三个水化阶段对浸泡后的岩样进行CT扫描，并利用CT扫描机自带的图像自动获取及处理软件进行三维CT图像重构，进一步对获得的三维CT图像进行滤波和二值化处理，从而获取至少三个浸泡后岩样的空隙体积，以及至少三个浸泡后岩样的损伤变量D(t)：

式中：V_p(t)为浸泡后岩样中的空隙体积；V_t为岩样的总体积；D(t)为浸泡后岩样的损伤变量；

步骤S40、根据上述不同水化阶段页岩的损伤变量D(t)，采用非线性拟合方法得到了页岩水化损伤演化方程，并计算拟合系数a、b、t₀；

式中：D(t)为损伤变量；t为浸泡时间；a、b、t₀均为拟合系数；

步骤S50、建立页岩水化损伤后的本构方程，并将上述得到的参数带入页岩水化损伤后的本构方程后，计算得到页岩在任意水化损伤时间情况下的全应力-应变曲线；

式中：σ为轴向应力；E为弹性模量；ε为轴向应变；ε_f为峰值强度时的应变量；t为浸泡时间；a、b、t₀均为拟合系数；A、B均为系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的页岩水化损伤测试方法，其特征在于，所述步骤S10中通过岩石单轴力学实验测得岩样的初始应力-应变曲线和岩石力学参数，并通过初始损伤情况下的应力应变曲线拟合获得弹性模量E和系数A、B。

3.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描的页岩水化损伤测试方法，其特征在于，所述步骤S40中将岩样在常温、常压环境中浸泡，其中浸泡液体为清水或现场使用的钻井液滤液。

4.根据权利要求3所述的一种基于CT扫描的页岩水化损伤测试方法，其特征在于，所述三个水化阶段分别为浸泡5d、浸泡10d、浸泡15d。