一种岩石水力压裂试验裂缝三维形貌高精度成像方法技术

本发明专利技术提供一种能够克服岩石水力压裂裂缝三维形貌观测精度低的缺点和不足，提高岩石水力压裂试验裂缝三维形貌观测精度，有利于科学认识岩石水力压裂裂缝发育规律的三维形貌高精度成像方法。其特征是通过含氟核素的水溶液水压致裂岩石，形成水力压裂裂缝，压裂过程中压裂机边加载边旋转，由X射线源发射X射线束穿透岩石到达CT探测器，岩石内部氟核素发射光信号被核素高分辨面阵列SiPM探测器接收，核素断层扫描数据与CT数据融合成像，实现岩石裂缝三维形貌高精度成像。

A high precision imaging method for three-dimensional fracture of fracture in rock hydraulic fracturing test

The invention provides a can overcome the shortcomings of the hydraulic fracture topography observation precision low rock and shortcomings, improve observation accuracy of rock hydraulic fracturing tests of 3D fracture morphology, is conducive to scientific understanding of 3D high precision imaging method for the rule of the development of hydraulic fracturing of rock. It is characterized by aqueous solution containing fluorine hydraulic fracturing rock formation of nuclide, hydraulic fracturing, hydraulic fracturing process loading machine side by side spin, X ray emission X ray beam through the rock to a CT detector, the rock light emission signal is fluorine nuclide nuclide high-resolution plane array SiPM detector and radionuclide tomography the data and CT data fusion imaging, realize 3D high precision imaging of rock crack.

【技术实现步骤摘要】
一种岩石水力压裂试验裂缝三维形貌高精度成像方法
岩石力学试验

技术介绍
岩石水力压裂试验的一个重要测量物理量是裂缝的三维形貌分布，当前岩石水力压裂试验表面裂缝观测主要依赖于扫描电子显微镜等手段，内部三维形貌观测主要依赖于X射线CT成像技术。X射线CT成像技术对于岩石水力压裂试验裂缝定位精度较高，但是成像精度有限。目前，工业CT无法对直径100mm岩石样品中宽度小于0.1mm的裂缝进行成像，而水力压裂试验中约86％的裂缝宽度小于0.1mm，因此，工业CT对于直径100mm岩石水力压裂试验中绝大多数的裂缝无法进行有效观测，丢失了实际存在的大量裂缝信息。因此，当前岩石水力压裂试验裂缝观测方法，不能满足岩石水力压裂试验三维裂缝形貌观测的需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够克服岩石水力压裂裂缝三维形貌观测精度低的缺点和不足，提高岩石水力压裂试验裂缝三维形貌观测精度，有利于科学认识岩石水力压裂裂缝发育规律的三维形貌高精度成像方法。其特征是通过含氟核素的水溶液水压致裂岩石，形成水力压裂裂缝，压裂过程中压裂机边加载边旋转，由X射线源发射X射线束穿透岩石到达CT探测器，岩石内部氟核素发射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够将岩石水力压裂试验三维形貌高精度成像的方法，分为三个部分构成：岩石高精度旋转水力压裂试验机，实验室X射线工业CT部分，氟核素高分辨面阵列SiPM探测器扫描部分；所述岩石高精度水力压裂试验机特征为：由岩样(1)，上垫块(2)，下垫块(3)，高精度旋转作动器(4)，旋转机构(5)，围压增压泵(6)，自平衡活塞(7)，轴向作动器(8)，三轴缸(9)，反力框架(11)及含氟核素溶液高压水泵(12)等构成，岩样(1)置于上垫块(2)与下垫块(3)之间，三轴缸(9)与围压增压泵(6)对岩样(1)实施围压加载，自平衡活塞(7)与轴向作动器(8)保证对岩样(1)实施轴向加载，氟核素溶液通过含氟核素溶液...

【技术特征摘要】
1.一种能够将岩石水力压裂试验三维形貌高精度成像的方法，分为三个部分构成：岩石高精度旋转水力压裂试验机，实验室X射线工业CT部分，氟核素高分辨面阵列SiPM探测器扫描部分；所述岩石高精度水力压裂试验机特征为：由岩样(1)，上垫块(2)，下垫块(3)，高精度旋转作动器(4)，旋转机构(5)，围压增压泵(6)，自平衡活塞(7)，轴向作动器(8)，三轴缸(9)，反力框架(11)及含氟核素溶液高压水泵(12)等构成，岩样(1)置于上垫块(2)与下垫块(3)之间，三轴缸(9)与围压增压泵(6)对岩样(1)实施围压加载，自平衡活塞(7)与轴向作动器(8)保证对岩样(1)实施轴向加载，氟核素溶液通过含氟核素溶液高压水泵(12)使岩样(1)致裂产生压裂裂缝(10)，岩石水力压裂试验机进行围压、轴压和水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李守定，刘丽楠，李晓，周忠鸣，张振兴，刘艳辉，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11