[发明专利]模拟粗糙单-交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法及系统

权利要求书

1.模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于包括如下步骤：

S10：现场采集岩体样本，获取岩体粗糙裂隙面，对粗糙裂隙面进行扫描，统计裂隙面粗糙度，确定分形特征参数，分形特征参数表征裂隙面粗糙度；

S20：设定分形特征参数，建立不同分形特征参数的三维粗糙裂隙模型，并输出三维粗糙裂隙模型网格文件；

S30：根据获取的模型网格文件，制备不同粗糙度的四块模型试样，其中上下两块为透明模型试样，左右两块为不透明模型试样；

S40：根据交叉裂隙试验对象组装试验装置，将模型试样拼装在模型框架上，并调整裂隙为预定开度，在模型试样的两侧裂隙上安装渗流监测装置，并对两侧裂隙进行密封处理；两块透明模型试样在模型框架上呈上下叠置拼装，两块不透明模型试样拼装在两端并位于两块透明模型试样之间，四块模型试样的裂隙面之间形成具有预定开度的交叉裂隙，模型框架为透明的长方体框架，模型试样拼装在长方体框架内，长方体框架由上框架和下框架构成，上、下框架之间通过可伸缩立杆实现模型框架在高度上的自由调节，长方体框架的底部设置有可变角度支架，可变角度支架的一端以转轴为铰点，能够转动抬升框架；

S50：自裂隙的第一端分别向两条裂隙中通入水、油和气的一种，第二端分别向两条裂隙中通入水、油和气的不同于第一端的一种或两种，通过设置两端不同的流体压力，模拟在压力差作用下的流体驱替过程，进行粗糙裂隙介质多相驱替试验；

S60：采集试验中的多相流体驱替过程的图像，同时记录多相流体驱替过程中裂隙内的流体压力变化；

S70：记录、存储试验数据，并对试验数据进行分析、整理，分析粗糙裂隙介质多相渗流特征。

2.根据权利要求1所述的模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于，步骤S10中，通过三轴试验获取岩体粗糙裂隙面，采用超景深仪对粗糙裂隙面进行扫描。

3.根据权利要求2所述的模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于，步骤S10中，分形特征参数包括分形指数H和裂隙面起伏高度随机偏移量标准差δ。

4.根据权利要求1所述的模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于，步骤S20中，基于蒙特卡洛方法，采用Matlab软件建立三维粗糙裂隙模型，输出三维粗糙裂隙模型的STL网格文件。

5.根据权利要求1所述的模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于，步骤S30中，基于3D打印技术制备粗糙裂隙模型试样，模型试样的打印采用树脂材料，以实现试验过程的可视化。

6.根据权利要求5所述的模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于，步骤S40具体为，组装时首先通过3D打印技术预制不同厚度的薄片，调整裂隙开度时，将不同厚度的薄片置于上下裂隙面之间，然后通过调整可伸缩立杆改变上下裂隙面之间的距离，将裂隙开度调整为预定开度。

7.根据权利要求6所述的模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于，步骤S40中，裂隙的预定开度设置为0.01mm-0.5mm。

8.根据权利要求6所述的模拟粗糙交叉裂隙多相渗流的可视化试验方法，其特征在于，步骤S40中，所述渗流监测装置为压力传感器，其贴在密封条内侧，待裂隙预定开度调整完成后，将密封条贴在两侧裂隙的相应位置。