本發(fā)明屬于油氣層開發(fā)及巖土工程領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法。

背景技術(shù)：

在油氣開采作業(yè)中，由于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的低孔、低滲特性，開發(fā)頁(yè)巖氣必須進(jìn)行儲(chǔ)層壓裂和增滲。目前成功開采頁(yè)巖氣的美國(guó)主要采用水力壓裂技術(shù)，但該技術(shù)需要消耗大量的水資源，且對(duì)地下水污染嚴(yán)重；同時(shí)中國(guó)頁(yè)巖黏土含量普遍較高，頁(yè)巖遇水易膨脹的特性也會(huì)影響儲(chǔ)層改造效果。另外，中國(guó)目前已探明的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量大多分布在水資源比較缺乏的盆地、山區(qū)，在這些區(qū)域進(jìn)行頁(yè)巖氣開發(fā)也面臨水資源方面的挑戰(zhàn)。

其中，當(dāng)二氧化碳的溫度和壓力分別處于31.10℃和7.38mpa以上時(shí)，二氧化碳將達(dá)到超臨界狀態(tài)。由于超臨界二氧化碳具有類似氣體的擴(kuò)散性及液體的密度和溶解力，同時(shí)兼具低粘度、低表面張力等特性，具有超強(qiáng)的流動(dòng)、滲透和傳遞性能，可以代替清水作為壓裂液。然而，由于超臨界二氧化碳?jí)毫秧?yè)巖的理論和實(shí)驗(yàn)方面的研究都還很少，特別是缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置來模擬超臨界二氧化碳?jí)毫秧?yè)巖過程中儲(chǔ)層滲透率、應(yīng)力、應(yīng)變的變化規(guī)律，限制了二氧化碳在頁(yè)巖氣開采中的應(yīng)用范圍。

有鑒于此，本發(fā)明人根據(jù)從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研制出一種超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，以期解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于提供一種超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，能夠模擬地層高溫、高應(yīng)力狀態(tài)狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳下巖石參數(shù)的相關(guān)研究，為后續(xù)應(yīng)用創(chuàng)造條件。

為此，本發(fā)明提出一種超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其應(yīng)用于一夾持裝置上，所述夾持裝置包括一左堵頭、一密封膠套、一左堵頭以及一夾持套管，所述左堵頭及右堵頭上分別沿軸向形成有一加注通道，所述超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法以下步驟：

a)將巖石材料加工成預(yù)定尺寸的試件，放置于所述密封膠套內(nèi)，所述密封膠套的兩端套設(shè)于所述左堵頭及右堵頭上，在所述試件的兩端分別設(shè)置一多孔墊板，兩所述多孔墊板對(duì)應(yīng)與所述左堵頭及右堵頭的端部相貼合；

b)將所述夾持套管套設(shè)于所述左堵頭、所述密封膠套及所述右堵頭上，其兩端對(duì)應(yīng)通過左端套及右端套與所述左堵頭、右堵頭相密接，其與所述密封膠套間形成一環(huán)腔，所述右堵頭能相對(duì)所述右端套移動(dòng)；

c)通過所述夾持套管側(cè)壁上開設(shè)的注液孔向所述環(huán)腔中注滿液壓油,并將油溫維持在設(shè)定的溫度值，使液壓油對(duì)試件施加的圍壓處于設(shè)定的圍壓值；

d)對(duì)所述右堵頭施加軸向壓力，使所述右堵頭壓緊所述試件，直至該軸向壓力達(dá)到設(shè)定值；

e)分別向所述左堵頭及右堵頭的加注通道內(nèi)的加注通道以第一壓力注入超臨界二氧化碳流體，當(dāng)所述試件內(nèi)的超臨界二氧化碳達(dá)到飽和后，將所述左封堵的注入壓力提升至第二壓力，記錄超臨界二氧化碳流量；

f)試驗(yàn)結(jié)束后，通過左堵頭上的加注通道進(jìn)行排氣，并通過所述夾持套管的注液孔排液，撤除所述試件的圍壓與軸壓，根據(jù)進(jìn)入所述試件內(nèi)的超臨界二氧化碳流體體積，計(jì)算試件的超臨界二氧化碳滲透率，完成實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明還提出一種超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其應(yīng)用于一夾持裝置上，所述夾持裝置包括一左堵頭、一密封膠套、一左堵頭以及一夾持套管，所述左堵頭及右堵頭上分別沿軸向形成有一加注通道，所述超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法以下步驟：

a)將巖石材料加工成預(yù)定尺寸的試件，放置于所述密封膠套內(nèi)，所述密封膠套的兩端套設(shè)于所述左堵頭及右堵頭上，在所述試件的兩端分別設(shè)置一多孔墊板，兩所述多孔墊板對(duì)應(yīng)與所述左堵頭及右堵頭的端部相貼合；

b)將所述夾持套管套設(shè)于所述左堵頭、所述密封膠套及所述右堵頭上，其兩端對(duì)應(yīng)通過左端套及右端套與所述左堵頭、所述右堵頭相密接，其與所述密封膠套間形成一環(huán)腔，所述右堵頭能相對(duì)所述右端套移動(dòng)；

c)通過所述夾持套管側(cè)壁上開設(shè)的注液孔向所述環(huán)腔中注滿液壓油,并將油溫維持在設(shè)定的溫度值，使液壓油對(duì)所述試件施加的圍壓處于預(yù)定圍壓；

d)對(duì)所述右堵頭施加軸向壓力，使所述右堵頭壓緊所述試件，之后，分別向所述左堵頭的加注通道、所述右堵頭的加注通道內(nèi)注入超臨界二氧化碳流體，使所述二氧化碳流體進(jìn)入所述試件內(nèi)，直至所述試件內(nèi)的孔隙壓力達(dá)到飽和；

e)通過移動(dòng)所述右端套對(duì)所述試件施加軸向壓力，所述試件在軸向壓力的作用下發(fā)生變形，通過所述右端套與所述右堵頭之間設(shè)置的軸向位移測(cè)量裝置，測(cè)量所述右堵頭4的位移量，繼而得到所述試件的壓縮量，其中，在測(cè)試過程中，記錄各加載軸向壓力數(shù)值與所述試件對(duì)應(yīng)的軸向壓縮量；

f)根據(jù)加載軸向壓力及試件軸向壓縮量的記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算出所述試件在超臨界二氧化碳飽和條件下的彈性模量及三軸抗壓強(qiáng)度。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，所述軸向位移測(cè)量裝置包括一lvdt傳感器、一探針以及一右側(cè)盤，所述lvdt傳感器嵌設(shè)于所述右端套的外端面上，所述右側(cè)盤套接于所述右堵頭的外端上，所述探針則沿軸向插接固定于所述右側(cè)盤上，其一端插入所述lvdt傳感器內(nèi)。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，所述右端套的兩端與所述右堵頭的外側(cè)面相密貼，兩者之間形成有一環(huán)腔，所述右堵頭的外側(cè)面形成有一與所述右端套的內(nèi)壁相接觸的活塞環(huán)，以將所述環(huán)腔分隔為一左腔室及一右腔室，所述右端套的外側(cè)面與所述夾持套管的內(nèi)壁密封連接，其側(cè)壁上開設(shè)有與所述右腔室相連通的加注孔。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，所述右端套的內(nèi)端端口形成有一與所述右堵頭的外側(cè)面相密貼的環(huán)部，其外端端口通過內(nèi)接一右端塞與所述右堵頭相密貼。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，通過所述加注孔向所述右腔室內(nèi)注液，在液壓力的作用下所述活塞環(huán)帶動(dòng)所述右堵頭向所述左腔室移動(dòng)，從而使所述右堵頭向所述試件移動(dòng)并壓緊所述試件。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，所述左堵頭的加注通道、所述右堵頭的加注通道、所述注液孔及所述加注孔分別安裝有一管線轉(zhuǎn)換頭，各所述管線轉(zhuǎn)接頭處分別插接有一注液管線。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，所述多孔墊板為一圓板，其設(shè)有一中心孔，并沿周向環(huán)設(shè)有多個(gè)軸孔，其中，在所述多孔墊板的外端面上，各所述軸孔與所述中心孔之間、各相鄰所述軸孔之間分別通過一槽道相連通。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，所述夾持套管內(nèi)設(shè)置有加熱套及溫度傳感器，所述加熱套位于所述環(huán)腔處，所述溫度傳感器放置于所述加熱套內(nèi)。

如上所述的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其中，所述左端套及所述右端套分別通過外螺紋與所述夾持套管相連接，所述左堵頭通過外螺紋與所述左端套相連接，其中，所述左端套及所述右端套的外側(cè)面分別形成有環(huán)槽，所述環(huán)槽內(nèi)嵌設(shè)有密封件。本發(fā)明的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，能夠?qū)υ嚰┘虞S壓與圍壓，模擬了地層巖石的高應(yīng)力狀態(tài)，充分模擬地層巖石高溫、高壓、含孔隙壓力等環(huán)境特點(diǎn)，使得超臨界二氧化碳下實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加符合實(shí)際情況。

本發(fā)明的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、操作方便，能夠在模擬地層高溫、高應(yīng)力狀態(tài)、含孔隙壓力條件下，完成巖心的超臨界二氧化碳滲透率及力學(xué)參數(shù)的測(cè)定。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1為本發(fā)明安裝后的外觀示意圖。

圖2為圖1的剖視圖。

圖3為本發(fā)明中右堵頭、右端套以及右端塞等的相互位置示意圖。

圖4為本發(fā)明中的左堵頭、試件及右堵頭之間的相互位置關(guān)系的示意圖。

主要元件標(biāo)號(hào)說明：

1試件

2左堵頭21加注通道

3密封膠套4右堵頭

40環(huán)腔401左腔室

402右腔室41加注通道

42活塞環(huán)5夾持套管

501環(huán)腔502注液孔

51左端套52右端套

520加注孔521環(huán)部

522右端塞53注液管線

54環(huán)槽6軸向位移測(cè)量裝置

61lvdt傳感器62探針

63右側(cè)盤7多孔墊板

71中心孔72軸孔

73槽道

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出一種超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其應(yīng)用于一夾持裝置上，所述夾持裝置包括一左堵頭、一密封膠套、一左堵頭以及一夾持套管，所述左堵頭及右堵頭上分別沿軸向形成有一加注通道，所述超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法以下步驟：a)將巖石材料加工成預(yù)定尺寸的試件，放置于所述密封膠套內(nèi)，所述密封膠套的兩端套設(shè)于所述左堵頭及右堵頭上，在所述試件的兩端分別設(shè)置一多孔墊板，兩所述多孔墊板對(duì)應(yīng)與所述左堵頭及右堵頭的端部相貼合；b)將所述夾持套管套設(shè)于所述左堵頭、所述密封膠套及所述右堵頭上，其兩端對(duì)應(yīng)通過左端套及右端套與所述左堵頭、右堵頭相密接，其與所述密封膠套間形成一環(huán)腔，所述右堵頭能相對(duì)所述右端套移動(dòng)；c)通過所述夾持套管側(cè)壁上開設(shè)的注液孔向所述環(huán)腔中注滿液壓油,并將油溫維持在設(shè)定的溫度值，使液壓油對(duì)試件施加的圍壓處于設(shè)定的圍壓值；d)對(duì)所述右堵頭施加軸向壓力，使所述右堵頭壓緊所述試件，直至該軸向壓力達(dá)到設(shè)定值；e)分別向所述左堵頭及右堵頭的加注通道內(nèi)的加注通道以第一壓力注入超臨界二氧化碳流體，當(dāng)所述試件內(nèi)的超臨界二氧化碳達(dá)到飽和后，將所述左封堵的注入壓力提升至第二壓力，記錄超臨界二氧化碳流量；f)試驗(yàn)結(jié)束后，通過左堵頭上的加注通道進(jìn)行排氣，并通過所述夾持套管的注液孔排液，撤除所述試件的圍壓與軸壓，根據(jù)進(jìn)入所述試件內(nèi)的超臨界二氧化碳流體體積，計(jì)算試件的超臨界二氧化碳滲透率，完成實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明還提出一種超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其應(yīng)用于一夾持裝置上，所述夾持裝置包括一左堵頭、一密封膠套、一左堵頭以及一夾持套管，所述左堵頭及右堵頭上分別沿軸向形成有一加注通道，所述超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法以下步驟：a)將巖石材料加工成預(yù)定尺寸的試件，放置于所述密封膠套內(nèi)，所述密封膠套的兩端套設(shè)于所述左堵頭及右堵頭上，在所述試件的兩端分別設(shè)置一多孔墊板，兩所述多孔墊板對(duì)應(yīng)與所述左堵頭及右堵頭的端部相貼合；b)將所述夾持套管套設(shè)于所述左堵頭、所述密封膠套及所述右堵頭上，其兩端對(duì)應(yīng)通過左端套及右端套與所述左堵頭、所述右堵頭相密接，其與所述密封膠套間形成一環(huán)腔，所述右堵頭能相對(duì)所述右端套移動(dòng)；c)通過所述夾持套管側(cè)壁上開設(shè)的注液孔向所述環(huán)腔中注滿液壓油,并將油溫維持在設(shè)定的溫度值，使液壓油對(duì)所述試件施加的圍壓處于預(yù)定圍壓；d)對(duì)所述右堵頭施加軸向壓力，使所述右堵頭壓緊所述試件，之后，分別向所述左堵頭的加注通道、所述右堵頭的加注通道內(nèi)注入超臨界二氧化碳流體，使所述二氧化碳流體進(jìn)入所述試件內(nèi)，直至所述試件內(nèi)的孔隙壓力達(dá)到飽和；e)通過移動(dòng)所述右端套對(duì)所述試件施加軸向壓力，所述試件在軸向壓力的作用下發(fā)生變形，通過所述右端套與所述右堵頭之間設(shè)置的軸向位移測(cè)量裝置，測(cè)量所述右堵頭4的位移量，繼而得到所述試件的壓縮量，其中，在測(cè)試過程中，記錄各加載軸向壓力數(shù)值與所述試件對(duì)應(yīng)的軸向壓縮量；f)根據(jù)加載軸向壓力及試件軸向壓縮量的記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算出所述試件在超臨界二氧化碳飽和條件下的彈性模量及三軸抗壓強(qiáng)度。

本發(fā)明的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，能夠在模擬地層高溫、高應(yīng)力狀態(tài)以及含孔隙壓力條件下，實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳下巖石參數(shù)的相關(guān)研究，為后續(xù)應(yīng)用創(chuàng)造條件。

為此，為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提出的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說明如后。另外，通過具體實(shí)施方式的說明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號(hào)

圖1為本發(fā)明安裝后的外觀示意圖。圖2為圖1的剖視圖。圖3為本發(fā)明中右堵頭、右端套以及右端塞等的相互位置示意圖。圖4為本發(fā)明中的左堵頭、試件及右堵頭之間的相互位置關(guān)系的示意圖。

實(shí)施方式一

如圖1、圖2及圖4所示，本發(fā)明提出的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，其應(yīng)用于一夾持裝置上，能對(duì)巖石試件的超臨界二氧化碳滲透率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所述夾持裝置包括一左堵頭2、一密封膠套3、一左堵頭4以及一夾持套管5，所述左堵頭2及右堵頭4上分別沿軸向形成有一加注通道21、41，所述超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法以下步驟：

a)將巖石材料加工成預(yù)定尺寸的試件(巖心)1，放置于所述密封膠套3內(nèi)，所述密封膠套3的兩端套設(shè)于所述左堵頭2及右堵頭4上，在所述試件1的兩端分別設(shè)置一多孔墊板7，兩所述多孔墊板7對(duì)應(yīng)與所述左堵頭2及右堵頭4的端部相貼合；

b)將所述夾持套管5套設(shè)于所述左堵頭2、所述密封膠套3及所述右堵頭4上，其兩端對(duì)應(yīng)通過左端套51及右端套52與所述左堵頭2、右堵頭4相密接，其與所述密封膠套3間形成一環(huán)腔501，所述右堵頭4能相對(duì)所述右端套52移動(dòng)；

c)通過所述夾持套管5側(cè)壁上開設(shè)的注液孔502向所述環(huán)腔501中注滿液壓油,并將油溫維持在設(shè)定的溫度值，使液壓油對(duì)所述試件1施加的圍壓處于設(shè)定的圍壓值，其中，優(yōu)選液壓油的溫度大于31.10℃，比如為35℃；

d)通過所述右堵頭4向所述試件1施加軸向壓力(軸壓)，直至該軸向壓力達(dá)到設(shè)定值；

e)分別向所述左堵頭2及右堵頭4的加注通道內(nèi)以第一壓力(比如p1＝7.38mpa)注入超臨界二氧化碳流體，當(dāng)所述試件1內(nèi)的超臨界二氧化碳達(dá)到飽和后，將所述左封堵的注入壓力提升至第二壓力(比如p2＝10mpa)，記錄超臨界二氧化碳流量q，其中，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過在管線上設(shè)置流量計(jì)記錄進(jìn)入試件的二氧化碳流體體積；

f)試驗(yàn)結(jié)束后，通過左堵頭2上的加注通道21進(jìn)行排氣，并通過所述夾持套管5的注液孔502排液，撤除所述試件1的圍壓與軸壓，根據(jù)進(jìn)入所述試件1內(nèi)的超臨界二氧化碳流體體積及試件體積，計(jì)算試件的超臨界二氧化碳滲透率，完成實(shí)驗(yàn)。

具體是，將上述數(shù)據(jù)通過下述公知的滲透率計(jì)算公式處理：

k＝2000*p2*qul/a(p²2-p²1)，其中：k—滲透率，10^-3μm²；p1、p2—試件兩端處壓力值，mpa；l—試件長(zhǎng)度，mm；a—試件橫截面積，mm²；u—超臨界二氧化碳粘度，mpa·s；q—流速，cm³/s。

在上述實(shí)驗(yàn)中，若超臨界二氧化碳飽和壓力為7.38mpa，則試件1內(nèi)滲透過流體的壓力應(yīng)大于7.38mpa，由于密封膠套與左端套、右端套之間通過壓緊密封，故圍壓值應(yīng)遠(yuǎn)大于7.38mpa；試件軸壓沒有確定要求，以壓緊試件為準(zhǔn)，由于試件軸壓與圍壓之間的應(yīng)力差較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生一定損傷，因此軸壓與圍壓之間的數(shù)值不要相差太大。其中，在具體應(yīng)用時(shí)，可將流出的二氧化碳冷卻至液態(tài)，隨后將其增壓至7.5mpa，再將其加熱至35℃，此時(shí)的二氧化碳將呈現(xiàn)超臨界狀態(tài)。

實(shí)施方式二

本發(fā)明提出的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，能在超臨界二氧化碳飽和條件下實(shí)驗(yàn)巖石材料的彈性模量及三軸抗壓強(qiáng)度。與實(shí)施方式一相同，本發(fā)明應(yīng)用于一夾持裝置上，為便于敘述，相同的部件在此采用了相同的名稱。所述夾持裝置包括一左堵頭2、一密封膠套3、一左堵頭4以及一夾持套管5，所述左堵頭2及右堵頭4上分別沿軸向形成有一加注通道21、41，所述超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法以下步驟：

a)將巖石材料加工成預(yù)定尺寸的試件(巖心)1，放置于所述密封膠套3內(nèi)，所述密封膠套3的兩端套設(shè)于所述左堵頭2及右堵頭4上，在所述試件1的兩端分別設(shè)置一多孔墊板7，兩所述多孔墊板7對(duì)應(yīng)與所述左堵頭2及右堵頭4的端部相貼合；

b)將所述夾持套管3套設(shè)于所述左堵頭2、所述密封膠套3及所述右堵頭4上，其兩端對(duì)應(yīng)通過左端套51及右端套52與所述左堵頭2、所述右堵頭4相密接，其與所述密封膠套間形成一環(huán)腔，所述右堵頭能相對(duì)所述右端套移動(dòng)；

c)通過所述夾持套管5側(cè)壁開設(shè)上的注液孔502向所述環(huán)腔501中注滿液壓油,并將油溫維持在設(shè)定的溫度值，使液壓油對(duì)所述試件1施加的圍壓處于預(yù)定圍壓；

d)對(duì)所述右堵頭4施加軸向壓力(軸壓)，使所述右堵頭4壓緊所述試件1，之后，分別向所述左堵頭2的加注通道21、所述右堵頭4的加注通道41內(nèi)注入超臨界二氧化碳流體，使所述二氧化碳流體進(jìn)入所述試件1內(nèi)，直至所述試件1內(nèi)的孔隙壓力達(dá)到飽和，其中，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過在加注通道、密封膠套或試件處安裝壓力傳感器等方式，來判斷試件孔隙壓力是否飽和，即當(dāng)二氧化碳流體壓力穩(wěn)定不發(fā)生變化時(shí)，所述試件處的孔隙壓力即達(dá)到設(shè)定壓力；

e)通過移動(dòng)所述右端套52對(duì)所述試件1施加軸向壓力，所述試件1在軸向壓力的作用下發(fā)生變形，通過所述右端套52與所述右堵頭4之間設(shè)置的軸向位移測(cè)量裝置，測(cè)量所述右堵頭4的位移量，繼而得到所述試件的壓縮量，其中，在測(cè)試過程中，記錄各加載軸向壓力數(shù)值與所述試件對(duì)應(yīng)的軸向壓縮量，；

f)根據(jù)加載軸向壓力及試件軸向壓縮量的記錄數(shù)據(jù)，利用相應(yīng)的公式，計(jì)算出所述試件1在超臨界二氧化碳飽和條件下的彈性模量及三軸抗壓強(qiáng)度。

具體是，將上述數(shù)據(jù)通過下述彈性模量及抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式處理即可：

σu＝pmax/a，其中：σu—三軸抗壓強(qiáng)度，mpa；pmax—軸向最大載荷，n；a—初始試件橫截面積，mm²。

e＝δσ50％/δξ1，其中：e—彈性模量，mpa；δσ50％—軸向應(yīng)力差；δξ1—軸向應(yīng)變差，無(wú)量綱。

其中，采集數(shù)據(jù)結(jié)束后，試驗(yàn)結(jié)束后，通過左堵頭2及右堵頭4上的加注通道21、41進(jìn)行排氣，并通過所述夾持套管52的注液孔520排液，以撤除所述試件1的圍壓與軸壓，完成實(shí)驗(yàn)。

如圖3所示，所述軸向位移測(cè)量裝置6包括一lvdt傳感器61、一探針62以及一右側(cè)盤63，所述lvdt傳感器61嵌設(shè)于所述右端套52的外端面上，所述右側(cè)盤63套接于所述右堵頭4的外端上，所述探針62則沿軸向插接固定于所述右側(cè)盤63上，其一端插入所述lvdt傳感器61內(nèi)。其中，所述lvdt傳感器61(英文全稱linearvariabledifferentialtransformer)是線性可變差動(dòng)變壓器縮寫，屬于直線位移傳感器，在使用時(shí)將所述探針插入其測(cè)量孔內(nèi)即可，至于所述lvdt傳感器61的組成結(jié)構(gòu)及工作原理等，由于是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

在實(shí)際工作時(shí)，在所述右堵頭4相對(duì)于所述右端套12移動(dòng)時(shí)，所述右側(cè)盤63連帶所述探針62一并移動(dòng)，而所述lvdt傳感器61通過檢測(cè)所述探針62在其內(nèi)部的位移距離，可以得到所述右堵頭4的移動(dòng)距離，進(jìn)而得出試件1的壓縮量。

在上述各實(shí)施方式中，所述右端套52的兩端與所述右堵頭4的外側(cè)面相密貼，兩者之間形成有一環(huán)腔40，所述右堵頭4的外側(cè)面形成有一與所述右端套52的內(nèi)壁相接觸的活塞環(huán)42，以將所述環(huán)腔40分隔為一左腔室401及一右腔室402，所述右端套52的外側(cè)面與所述夾持套管5的內(nèi)壁密封連接，其側(cè)壁上開設(shè)有與所述右腔室402相連通的加注孔520。在實(shí)驗(yàn)中，通過對(duì)所述右端套52的加注孔520注液，使所述右堵頭4對(duì)所述試件1施加軸向壓力，所述試件1在軸向壓力的作用下發(fā)生變形，并通過上述軸向位移測(cè)量裝置測(cè)量所述右堵頭4的位移量，繼而得到所述試件的壓縮量。其中，在具體實(shí)驗(yàn)中，可以一定的流速向所述加注孔520中注液，使右堵頭4以0.01mm/min的加載速度對(duì)試件進(jìn)行加載，便于后續(xù)計(jì)算。

其中，所述右端套52的內(nèi)端端口形成有一與所述右堵頭4的外側(cè)面相密貼的環(huán)部521，其外端端口通過內(nèi)接一右端塞522與所述右堵頭4相密貼。

較佳地，還可在所述左堵頭2的加注通道21、所述右堵頭4的加注通道41、所述注液孔502及所述加注孔520分別安裝有一管線轉(zhuǎn)換頭，各所述管線轉(zhuǎn)接頭處分別插接有一注液管線53。

另外，在工作時(shí)，還可預(yù)先在所述環(huán)腔501、所述注液孔502處設(shè)置壓力傳感器監(jiān)測(cè)圍壓，在所述左堵頭2的加注通道21、所述右堵頭4的加注通道41處設(shè)置壓力傳感器監(jiān)測(cè)超臨界二氧化碳?jí)毫?，以便于后續(xù)作業(yè)。

由此，通過所述加注孔520向所述右腔室402內(nèi)注液，在液壓力的作用下所述活塞環(huán)42帶動(dòng)所述右堵頭4向所述左腔室401移動(dòng)，從而使所述右堵頭4壓緊所述試件1，直至試件上的軸向壓力達(dá)到設(shè)定值。至于具體的數(shù)值，可根據(jù)需要而定，比如在上述實(shí)施方式二中，可將所述右堵頭4對(duì)所述試件的預(yù)緊力設(shè)置為0.1kn。

在上述各實(shí)施方式中，如圖所示，優(yōu)選所述左堵頭2的加注通道21、所述右堵頭4的加注通道41、所述注液孔502及所述加注孔520分別安裝有一管線轉(zhuǎn)換頭，各所述管線轉(zhuǎn)接頭處分別插接有一注液管線53。

在上述各實(shí)施方式中，所述多孔墊板7為一圓板，其設(shè)有一中心孔71，并沿周向環(huán)設(shè)有多個(gè)軸孔72，其中，在所述多孔墊板7的外端面上，各所述軸孔72與所述中心孔71之間、各相鄰所述軸孔72之間分別通過一槽道73相連通，用于將流入所述中心孔71的流體分流到軸孔上，使流體與試件充分接觸。

在上述各實(shí)施方式中，優(yōu)選所述夾持套管5內(nèi)設(shè)置有加熱套(圖中未示出)及溫度傳感器(圖中未示出)，所述加熱套位于所述環(huán)腔501處，所述溫度傳感器放置于所述加熱套內(nèi)，有利于對(duì)所述夾持套管5內(nèi)液壓油的保溫。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，當(dāng)通過注液孔502向所述環(huán)腔501中注入液壓油后，通過所述溫度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓油的溫度，并通過加熱套對(duì)液壓油進(jìn)行加熱，使液壓油處于適合的溫度，能夠維持穩(wěn)定。在具體安裝時(shí)，可將所述加熱套安裝于所述夾持套管5內(nèi)，并使所述溫度傳感器設(shè)置在所述加熱套中，使加熱過程更為均勻，溫度監(jiān)控更加精準(zhǔn)，同時(shí)，可直接在所述夾持套管5的側(cè)壁上穿設(shè)導(dǎo)線分別與溫度傳感器及加熱套連接，并連接于相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備上，使用方便。

在上述各實(shí)施方式中，為了使各部件能緊密相連接，優(yōu)先所述左端套51及所述右端套52分別通過外螺紋與所述夾持套管5相連接，所述左堵頭2通過外螺紋與所述左端套51相連接，在具體組裝時(shí)，當(dāng)所述左堵頭2與密封膠套3套接后，可將其直接旋入所述左端套51內(nèi)，安裝方便；

其中，所述左端套51及所述右端套52的外側(cè)面分別形成有環(huán)槽54，所述環(huán)槽54內(nèi)嵌設(shè)有密封件(圖中未標(biāo)示)，以提高各部件相接處的密封性能。

在實(shí)驗(yàn)中，可選擇所述試件1為圓柱形巖石(巖心)，其直徑為38mm、長(zhǎng)度為直徑的2～2.5倍；可通過柱塞泵對(duì)注液孔502以及加注孔520注液，使用方便。

在實(shí)驗(yàn)中，其中，在實(shí)際使用時(shí)，所述密封膠套、密封件優(yōu)選采用采用耐強(qiáng)酸腐蝕、耐高溫的材料制成，比如聚四氟乙烯。

本發(fā)明的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，能夠?qū)υ嚰┘虞S壓與圍壓，模擬了地層巖石的高應(yīng)力狀態(tài)，充分模擬地層巖石高溫、高壓、含孔隙壓力等環(huán)境特點(diǎn)，使得超臨界二氧化碳下實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加符合實(shí)際情況。

本發(fā)明的超臨界二氧化碳飽和下的巖石參數(shù)測(cè)定方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、操作方便，能夠在模擬地層高溫、高應(yīng)力狀態(tài)、含孔隙壓力條件下，完成巖心的超臨界二氧化碳滲透率及力學(xué)參數(shù)的測(cè)定。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。