[发明专利]一种用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法

权利要求书

1.一种用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：包括如下步骤：

采用类岩石材料制备压裂试样，在压裂试样中预埋压力传感器；

围绕压裂试样中心轴钻两个直径和深度相同的钻孔；

沿压裂试样的对角线安装若干个声发射探头，并在压裂试样的一侧放置热像仪；

在压裂试样四周设置压板，利用地应力加载及控制系统对压裂试样施加围压；

向压裂试样的钻孔中充填膨胀材料，进行压裂实验；

压裂实验结束后，进行实验后处理和数据整理。

2.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：所述类岩石材料，由以下重量份的组分组成：

水泥1份，砂2-3份，水0.4-0.6份，聚羧酸减水剂0.003-0.005份。

3.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：所述压裂试样为立方体结构。

4.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：所述压力传感器为微型压力盒。

5.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：所述钻孔的直径与压裂试样的边长之比为1:3-5，钻孔的深度与压裂试样的边长之比为:0.5-0.8:1；

进一步的，钻孔的深度与压裂试样的边长之比为:0.7:1；

进一步的，钻孔完毕后，还包括采用清洁工具对钻孔过后钻孔中残余的岩石碎屑进行清理的步骤。

6.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：所述热像仪放置在试样一侧0.4-0.6m处，热像仪与试样之间的夹角为40-50°；

进一步的，所述热像仪与热像图像处理系统连接。利用红外热成像技术监测实验样品的温度的变化。

7.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：压裂试样与压板之间设置有软橡胶垫。

8.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：向压裂试样的钻孔中充填膨胀材料，进行压裂实验时，膨胀材料的充填方式包括先后充填压裂和同步充填压裂；

进一步的，所述膨胀材料为氧化钙、三氧化二铁、二氧化硅或氧化铝；

进一步的，将实验过程中的环境温度控制在18.5-21.5℃。

9.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：实验后的数据处理，至少包括以下一种：

观察裂缝几何尺寸和数量，并对崩落岩屑的数量和大小进行评价；

计算分形维数和断裂密度；

通过表征断裂面的分形维数和裂缝密度，量化裂缝几何形状，定量描述裂缝的诱导行为；

利用红外热成像技术得到的样品温度变化值，分析膨胀剂与水反应过程中，温度对储层岩石体积膨胀压裂效果的影响；

利用试样内部及底面布设的测量元件，分析裂缝起裂扩展过程中储层岩石内部的诱导应力演化规律和岩体变形特性；

利用声发射探头记录声发射事件的参数和波形，对裂缝进行实时定位；

在水中添加红色示踪剂，来观察模型体表面的裂缝和内部的裂缝扩展情况。

10.根据权利要求1所述的用体积膨胀材料研究岩石压裂多裂缝扩展规律的实验方法，其特征在于：还包括采用以上实验方法的实验数据对理论模型和数值模型进行校正的步骤。