[发明专利]一种岩石水力压裂试验裂缝介入增强成像方法

摘要

本发明提供一种能够克服岩石水力压裂裂缝分布定位精度差、普通宽度裂缝难以分辨的缺点和不足，提高岩石水力压裂试验裂缝观测精度，有利于科学认识岩石水力压裂裂缝发育规律的裂缝介入增强成像方法。其特征是将含纳米级高原子序数介入增强剂的水溶液水压致裂岩石，形成水力压裂裂缝，裂缝中的介入增强剂提高了X射线在裂缝与岩石的质量衰减系数μ/ρ差值，同时提高了裂缝与岩石X射线质能吸收系数μen/ρ差值，进而改变探测器接收的线衰减系数，提高岩石水力压裂裂缝的成像分辨率。

主权项

一种能够提高岩石水力压裂试验裂缝观测精度的裂缝介入增强成像方法，是以实验室X射线工业CT和岩石水力压裂试验机为基础；所述实验室X射线工业CT特征为：由探测器立柱（16）及其上的探测器（15），X射线源立柱（17）及其上的X射线源（14），高精度转台（12）构成，X射线源（14）激发出的X射线束（18）透射岩样（1），被探测器（15）接受透射后的X射线，根据线衰减系数分布计算得出CT图像；所述岩石水力压裂试验机特征为：岩石水力压裂试验机置于高精度转台（12）之上，岩样（1）置于上垫块（2）与下垫块（3）之间，球形座（4）减小加载时岩样（1）端面效应，三轴缸（5）与围压增压泵（7）对岩样（1）实施围压加载，自平衡活塞上腔（8），自平衡活塞下腔（9），自平衡活塞（10）与轴向作动器（11）保证对岩样（1）实施轴向加载，岩石水力压裂试验机进行围压、轴压和水力压裂加载时，转台（12）以一定的速率旋转；基于实验室X射线工业CT和岩石水力压裂试验机，运用介入增强剂加载压裂工艺提高岩石水力压裂试验裂缝观测精度；所述介入增强剂加载压裂工艺为：首先配置一定浓度的裂缝介入增强剂，质量分数为5%的分散剂、质量分数为20%的纳米铋粉和质量分数为75%的聚乙二醇经高速转子仪搅拌10min，超声震荡仪震荡30min得到分散的纳米铋溶液，纳米铋的粒径为40‑50nm，其次通过含介入增强剂高压水泵将介入增强剂压入岩样（1）中，使岩样（1）致裂产生压裂裂缝（6），压裂裂缝（6）中充满了纳米铋溶液，利用介入增强剂提高不同物质之间的质量衰减系数的差值，即提高不同物质之间的质能吸收系数的差值影响X光投影过程的原理，改变探测器（15）接收的线衰减系数，进而提高岩石水力压裂裂缝（6）的成像分辨率。