[发明专利]一种硬脆性泥页岩破裂实验装置及评价方法

权利要求书

1.一种硬脆性泥页岩破裂程度实验评价方法，其特征在于，包括硬脆性泥页岩破裂实验装置，该实验装置包括：三轴向岩心夹持器、环压加压泵、轴向加压泵、压力传感器、气体流量计、激光同轴位移计和高纯氮气；所述三轴向岩心夹持器分别与轴向加压泵和环压加压泵相连；三轴向岩心夹持器入口端连接压力传感器和高纯氮气，三轴向岩心夹持器出口端连接气体流量计，所述激光同轴位移计设置在三轴向岩心夹持器入口管线上：

该方法的具体步骤为：

1)样品制备；将页岩岩心用线切割方法制成不同长度、不同面积的柱状岩心；将选好的样品放入恒温干燥箱中，在120℃的温度条件下烘干24小时，然后取出放入干燥器中降至常温待用，并测试页岩样品长度、直径、孔隙度、渗透率参数；

2)单轴压裂实验；

单轴压裂实验采用硬脆性泥页岩破裂实验装置；

将烘干的页岩样品装入三轴向岩心夹持器中，首先打开环压阀门，将压力升至5MPa,关闭环压，然后将轴压加至2MPa，加入口压力至2MPa，打开接岩心夹持器入口的阀门，开始用氮气驱替，待流量稳定后测试出口流量，记录时间、入口压力、出口流量、环压；然后依次改变轴压，进行不同轴压下的氮气驱替 ，轴压间隔为5MPa，直至最高升至55MPa；其中，一个环压完成后改变环压，升至下一个压力点，环压间隔为5MPa，最大环压升至55MPa，在实验过程中每个压力点稳定时间不少于30分钟；

3)页岩岩样的破裂程度评价；根据实验数据绘制岩样轴压应力与应变的关系曲线、轴压与渗透率关系曲线，根据岩心渗透率的波动获取岩心破裂压力，并获得页岩岩样的破裂程度评价结果。

2.根据权利要求1所述的硬脆性泥页岩破裂程度实验评价方法，其特征在于，所述三轴向岩心夹持器内部装入圆柱形页岩样品，通过轴向注液孔与轴向加压泵相连、环压注液孔与环压加压泵相连。

3.根据权利要求1所述的硬脆性泥页岩破裂程度实验评价方法，其特征在于，所述步骤1)中样品加工为直径25.4mm、高为50mm的圆柱形样品。

4.根据权利要求1所述的硬脆性泥页岩破裂程度实验评价方法，其特征在于，所述步骤3)中还包括以下参数计算：根据实验温度下气体粘度μ、压力P、流量Q参数，计算任一轴压下的岩石渗透率K_i，根据轴向压力、岩石受力面积计算轴向应力σ；根据样品长度和位移量计算轴向应变参数ε。

5.根据权利要求1所述的硬脆性泥页岩破裂程度实验评价方法，其特征在于，所述步骤3)中通过渗透率与轴压关系曲线，由渗透率变化判断岩石破裂程度，通过轴向应力与应变关系曲线，分析岩石的抗压强度。