[发明专利]一种页岩岩芯的裂缝扩展分析装置及分析方法

摘要

本发明公开了一种页岩岩芯的裂缝扩展分析装置及分析方法；所述装置包括万能材料试验机(1)、弧形压头(3)、页岩岩芯(4)、数据采集处理系统以及CT扫描仪；所述方法包括以下步骤：对页岩岩芯进行CT扫描，观察天然裂缝情况；利用软铝材质的弧形压头横向夹好页岩岩芯，对其进行压裂；使用声波检测仪和万能材料试验机的检测系统对压裂过程中的页岩岩芯的裂缝扩展程度进行检测，观察声波累计信号和压力-位移曲线，初步判断裂缝的扩展程度；取下页岩岩芯进行CT扫描，计算裂缝的扩展程度。该发明操作简单，对于页岩气的勘探开发有着重要的意义。

主权项

一种页岩岩芯的裂缝扩展程度分析装置，其特征在于，所述装置包括万能材料试验机(1)、弧形压头(3)、页岩岩芯(4)、数据采集处理系统以及CT扫描仪，所述弧形压头(3)的材料为软质铝合金材料，弧形压头(3)包括上弧形压头和下弧形压头；页岩岩芯(4)的形状为圆柱状，在万能材料试验机底座上部设置有下弧形压头，下弧形压头的外表面为平面并与底座的上表面接触，圆柱状页岩岩芯设置在下弧形压头的弧形内表面中，页岩岩芯的圆柱外周面与下弧形压头的弧形内表面接触，岩芯的上部设置有上弧形压头，上弧形压头的弧形内表面与下弧形压头的弧形内表面相对，并且与页岩岩芯的圆柱外周面接触，圆柱状的页岩岩芯设置在上弧形压头和下弧形压头形成的空间内，在上弧形压头的上部设置有万能材料试验机的上压头(2)，上弧形压头的外表面为平面，万能材料试验机的上压头(2)对上弧形压头的外表面施加压力以使页岩岩芯压裂；上压头(2)内设置有压力测量仪；数据采集处理系统包括计算机和声波检测仪，声波检测仪包括声波探头，声波探头设置在圆柱状岩芯的两个圆形底面上，每个底面上贴有4个声波探头，4个声波探头在底面的圆周方向上以90度为间隔均匀设置，并且在圆形底面的径向方向上设置在从中心起算的2/3半径距离处，所述声波探头连接声波检测仪(6)，声波检测仪(6)连接计算机，通过声波检测仪(6)和万能材料试验机的压力测量仪同时对压裂过程中页岩岩芯的裂缝扩展进行实时监测，CT扫描仪用于对压裂前的页岩岩芯和压裂后的页岩岩芯分别进行扫描，以将扫描结果传送到所述计算机；对压裂前的页岩岩芯进行扫描，得到压裂前的岩芯孔隙度；对压裂后的页岩岩芯进行CT扫描，得到页岩岩芯压裂后的孔隙度；计算机通过对比压裂前、后的孔隙度来确定最终的页岩岩芯开裂程度，页岩岩芯开裂程度＝(开裂后孔隙度‑开裂前孔隙度)/开裂前孔隙度。