[发明专利]一种页理缝启闭动力学评价方法

权利要求书

1.一种页理缝启闭动力学评价方法，其特征在于：人工制备含页理缝的多个测试样品，挑选内页理缝的开度、产状一致的n个测试样品，对n个测试样品分别进行恒速压汞实验和高分辨率场发射扫描电子显微镜，从而获取测试样品的页理缝开启的开度阈值A_c，使用真三轴加载测试样品并进行实时CT扫描，采用控制变量法对测试样品开展交叉物理模拟测试，基于测试结果数据体分析，建立地应力、孔隙压力与页理缝开度之间函数关系，分析不同地应力、孔隙压力条件下的页理缝开度，以页理缝开度阈值A_c为刻度，查明页理缝是否开启，从而实现页理缝启闭评价。

2.根据权利要求1所述的一种页理缝启闭动力学评价方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤1，采集带页理缝的岩芯样品，对岩芯样品进行氩离子抛光处理，使用高分辨率场发射扫描电子显微镜观测抛光处理后的岩芯样品，提取岩芯样品中的页理缝开度值；对岩芯样品开展恒速压汞实验，并通过恒速压汞实验获取岩芯样品的喉道信息，之后通过扫描电镜观测岩芯样品的开度最小值A₁以及恒速压汞实验获取的喉道最小值A₂求算术平均值，从而获得页理缝开启的开度阈值A_c，即：

步骤2，采集页岩，研磨成粉末状后混合粘结剂放入磨具，在磨具里的页岩粉中内置温敏材料，通过控制温度使温敏材料在立方体里生成页理缝，制备多个含有含页理缝的测试样品，在每个测试样品上垂直任一立方体表面垂直钻孔；选出页理缝开度小于开度阈值A_c的测试样品开展CT扫描，根据CT扫描结果在所有制备的测试样品中挑选出页理缝开度、产状一致的n个测试样品；

步骤3，对步骤2优选出的n个测试样品进行真三轴加载实时CT扫描：通过真三轴加载向立方体结构的测试样品施加2个水平载荷和1个垂向载荷，其中水平载荷代表施加于测试样品的水平最大和水平最小主应力，垂向载荷代表重力；测试样品从钻孔处向内部注入流体，流体的注入压力等同于预设压力值后对立方体结构的测试样品进行CT扫描，实时观测立方体测试样品中的页理缝开度变化；

步骤4，在步骤1确定的页理缝开启开度阈值A_c约束下，采用控制变量法开展交叉物理模拟实验，使用多个开度、产状一致的测试样品分别进行不同真三轴加载和流体注入的试验，同时实时扫描并记录对应的CT数据，并将不同的真三轴加载数据、注入压力与CT扫描数据进行匹配从而生成多个样本数据体，利用多个样本数据体建立地应力、孔隙压力与页理缝开度之间的函数关系实现页理缝启闭的评价；

地应力、孔隙压力与页理缝开度之间的函数关系式为：

式中：A为任一次真三轴和流体注入压力加载作用时通过CT扫描获取的多条页理缝的开度算术平均值，S_Hmax、S_hmin、S_v分别为针对实验数据体的真三轴加载中的水平载荷1、水平载荷2和垂向载荷，P_p为流体的注入压力，A_c为页理缝开启的开度阈值。

3.按照权利要求2所述的一种页理缝启闭动力学评价方法，其特征在于：步骤1中恒速压汞实验样品尺寸为直径×高度25×50mm，速率设定为0.00005mL/min，进汞过程压力周期性的降落-回升，当压力达到900psi时实验结束。

4.按照权利要求2所述的一种页理缝启闭动力学评价方法，其特征在于：步骤1中恒速压汞实验至少20样，扫描电镜至少20次。

5.按照权利要求2所述的一种页理缝启闭动力学评价方法，其特征在于：步骤2中立方体实验样品的尺寸为50mm×50mm×50mm，钻取的孔径为2mm，优选出的立方体实验样品数量至少36个，步骤4开展的交叉物理模拟实验至少要进行36次。

6.按照权利要求2所述的一种页理缝启闭动力学评价方法，其特征在于：步骤3中真三轴加载的水平载荷、垂向载荷及注入压力均预设定在5～50MPa范围内，步长为5MPa；页理缝开度超过阈值A_c的物理模拟实验次数至少20次。