CN111879673B - 页岩吸水特征测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种页岩吸水特征测试装置及方法，属于页岩气开发技术领域。该装置包括：页岩样品夹设在上压头与下压头之间，孔压入口管线的第一端与孔压控制器连通，孔压入口管线的第二端与页岩样品的第二端接触，孔压出口管线的第一端与页岩样品的第一端接触，孔压出口管线的第二端与封堵件连接。通过孔压控制器可以向页岩样品的孔隙中注水，且可以控制注水压力，使孔压加载至预设孔压，在加载过程中通过孔压控制器测定体积变化量，该体积变化量可以指示页岩样品的吸水量，因此可以根据该体积变化量确定页岩样品的吸水特性。将孔压加载至预设孔压可以模拟地层孔压，在模拟地层孔压的情况下确定出的页岩样品吸水特性真实性和准确度均较高。
Description
技术领域
本申请涉及页岩气开发技术领域，特别涉及一种页岩吸水特征测试装置及方法。
背景技术
目前，常通过压裂的方式向地层注入水使地层形成大规模缝网，来开发页岩气。注入地层的水对页岩储层会产生一定的影响，从而会影响压裂后页岩气的开发，因此，研究页岩吸水特征对页岩气的开发显得尤为重要。
相关技术中，在电子天平下方用线悬挂页岩样品，并将页岩样品置于工作液(例如，水)中，通过电子天平记录页岩样品在浸入水后的质量变化率，继而根据记录的质量变化率衡量页岩吸水特征。
然而，通过相关技术测试页岩吸水特征时，由于将页岩样品置于水中会产生一定的浮力，这将影响质量的测量精度，使得测试出的页岩吸水特征不准确。
发明内容
本申请实施例提供了一种页岩吸水特征测试装置及方法，可以解决相关技术中测试出的页岩吸水特征不准确的问题。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种页岩吸水特征测试装置，所述装置包括：上压头、下压头、热缩胶套、底座、孔压入口管线、孔压控制器、孔压出口管线和封堵件；
所述上压头的第一端与页岩样品的第一端接触，所述下压头的第一端与所述页岩样品的第二端接触，所述上压头的第一端、所述页岩样品和所述下压头的第一端均位于所述热缩胶套内，所述下压头的第二端与所述底座的上表面连接；
所述孔压入口管线的第一端与所述孔压控制器连通，所述孔压入口管线的第二端与所述页岩样品的第二端接触，所述孔压出口管线的第一端与所述页岩样品的第一端接触，所述孔压出口管线的第二端与所述封堵件连接。
可选地，所述页岩吸水特征测试装置还包括：围压室、输油管线、围压控制器和围压管线；
所述围压室罩在所述上压头、所述热缩胶套和所述下压头外，所述围压室的下端与所述底座的上表面密封接触；
所述输油管线的第一端用于与油箱连通，所述输油管线的第二端与所述围压室的腔体连通，所述围压控制器通过所述围压管线与所述围压室的腔体连通。
可选地，所述页岩吸水特征测试装置还包括：轴压控制器和载荷传感器；
所述轴压控制器的第一端穿过所述围压室的上端之后与所述载荷传感器的第一端连接，所述载荷传感器的第二端与所述上压头的第二端接触。
可选地，所述页岩吸水特征测试装置还包括：轴向变形测量装置；
所述轴向变形测量装置包括铁芯固定装置和电磁感应线圈，所述铁芯固定装置的第一端固定在所述上压头的第一端上，所述电磁感应线圈固定在所述下压头的第一端上，所述铁芯固定装置的第二端在所述电磁感应线圈内上下移动。
可选地，所述页岩吸水特征测试装置还包括：周向变形测量装置；
所述周向变形测量装置套设在所述热缩胶套上。
可选地，所述页岩吸水特征测试装置还包括：加温控制器；
所述加温控制器套设在所述围压室上。
第二方面，提供了一种页岩吸水特征测试方法，应用于第一方面所述的页岩吸水特征测试装置，所述方法包括：
通过孔压控制器和孔压入口管线向页岩样品的孔隙中注水，使所述页岩样品的孔压达到预设孔压；
在向所述页岩样品的孔隙中注水的过程中，通过所述孔压控制器测定体积变化量，所述体积变化量用于指示所述页岩样品的吸水量；
根据所述体积变化量，确定所述页岩样品的吸水特性。
可选地，所述通过孔压控制器和孔压入口管线向页岩样品的孔隙中注水之前，包括：
控制围压室下落至所述围压室的下端与底座的上表面密封接触；
通过油箱和输油管线向所述围压室内注满围压油；
通过围压控制器和围压管线向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第一预设围压；
所述在向所述页岩样品的孔隙中注水的过程中，通过所述孔压控制器测定体积变化量，包括：
通过围压控制器和围压管线继续向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第二预设围压；
在向所述页岩样品的孔隙中注水和向所述围压室内的围压油施加围压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
可选地，所述通过围压控制器和围压管线继续向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第二预设围压之后，还包括：
通过加温控制器对所述围压室内的围压油进行加热，使所述围压室内围压油的温度达到预设温度；
所述在向所述页岩样品的孔隙中注水和向所述围压室内的围压油施加围压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量，包括：
在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压和对所述围压室内的围压油进行加热的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
可选地，所述方法还包括：
通过轴压控制器向所述页岩样品施加轴压至预设轴压；
在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过载荷传感器监测所述轴压控制器施加至所述页岩样品的轴压；
所述在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压和对所述围压室内的围压油进行加热的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量，包括：
在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压、对所述围压室内的围压油进行加热和向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
可选地，所述方法还包括：
在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过轴向变形测量装置测量所述页岩样品在吸水过程中的轴向变形量。
可选地，所述方法还包括：
在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过周向变形测量装置测量所述页岩样品在吸水过程中的周向变形量。
可选地，所述通过轴压控制器向所述页岩样品施加轴压至预设轴压之后，还包括：
通过所述轴压控制器继续向所述页岩样品施加轴压至所述页岩样品破裂；
在通过所述轴压控制器继续向所述页岩样品施加轴压至所述页岩样品破裂的过程中，继续通过所述载荷传感器监测所述轴压控制器施加至所述页岩样品的轴压，并继续获取所述页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量；
根据所述施加至所述页岩样品的轴压、所述页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量，确定所述页岩样品吸水后的的力学特性。
第三方面，提供了一种页岩吸水特征测试装置，所述装置包括：
注水模块，用于通过孔压控制器和孔压入口管线向页岩样品的孔隙中注水，使所述页岩样品的孔压达到预设孔压；
测定模块，用于在向所述页岩样品的孔隙中注水的过程中，通过所述孔压控制器测定体积变化量，所述体积变化量用于指示所述页岩样品的吸水量；
第一确定模块，用于根据所述体积变化量，确定所述页岩样品的吸水特性。
可选地，所述装置还包括：
控制模块，用于控制围压室下落至所述围压室的下端与底座的上表面密封接触；
注油模块，用于通过油箱和输油管线向所述围压室内注满围压油；
围压施加模块，用于通过围压控制器和围压管线向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第一预设围压；
所述测定模块包括：
围压施加子模块，用于通过围压控制器和围压管线继续向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第二预设围压；
测定子模块，用于在向所述页岩样品的孔隙中注水和向所述围压室内的围压油施加围压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
可选地，所述装置还包括：
加热模块，用于通过加温控制器对所述围压室内的围压油进行加热，使所述围压室内围压油的温度达到预设温度；
所述测定子模块，用于在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压和对所述围压室内的围压油进行加热的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
可选地，所述装置还包括：
第一轴压施加模块，用于通过轴压控制器向所述页岩样品施加轴压至预设轴压；
监测模块，用于在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过载荷传感器监测所述轴压控制器施加至所述页岩样品的轴压；
所述测定子模块，用于在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压、对所述围压室内的围压油进行加热和向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
可选地，所述装置还包括：
第一测量模块，用于在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过轴向变形测量装置测量所述页岩样品在吸水过程中的轴向变形量。
可选地，所述装置还包括：
第二测量模块，用于在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过周向变形测量装置测量所述页岩样品在吸水过程中的周向变形量。
可选地，所述装置还包括：
第二轴压施加模块，用于通过所述轴压控制器继续向所述页岩样品施加轴压至所述页岩样品破裂；
获取模块，用于在通过所述轴压控制器继续向所述页岩样品施加轴压至所述页岩样品破裂的过程中，继续通过所述载荷传感器监测所述轴压控制器施加至所述页岩样品的轴压，并继续获取所述页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量；
第二确定模块，用于根据所述施加至所述页岩样品的轴压、所述页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量，确定所述页岩样品吸水后的的力学特性。
第四方面，提供了一种页岩吸水特征测试装置，所述装置包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行上述第二方面所述的页岩吸水特征测试方法的步骤。
第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述第二方面所述的页岩吸水特征测试方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：本申请实施例中，页岩样品夹设在上压头与下压头之间，孔压入口管线的第一端与孔压控制器连通，孔压入口管线的第二端与页岩样品的第二端接触，孔压出口管线的第一端与页岩样品的第一端接触，孔压出口管线的第二端与封堵件连接。通过孔压控制器可以向页岩样品的孔隙中注水，且可以控制注水压力，使孔压加载至预设孔压，在加载过程中通过孔压控制器测定体积变化量，该体积变化量可以指示页岩样品的吸水量，因此可以根据该体积变化量确定页岩样品的吸水特性。将孔压加载至预设孔压可以模拟地层孔压，在模拟地层孔压的情况下确定出的页岩样品吸水特性真实性和准确度均较高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的第一种页岩吸水特征测试装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的第二种页岩吸水特征测试装置的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种页岩吸水特征测试方法的流程图；
图4是本申请实施例提供的第三种页岩吸水特征测试装置的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的第四种页岩吸水特征测试装置的结构示意图。
附图标记：
1：上压头，2：下压头，3：热缩胶套，4：底座，5：孔压入口管线，6：孔压控制器，7：孔压出口管线，8：页岩样品，9：围压室，10：输油管线，11：围压控制器，12：围压管线，13：轴压控制器，14：载荷传感器，15：轴向变形测量装置，16：周向变形测量装置，17：加温控制器。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1是本申请实施例提供的一种页岩吸水特征测试装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括：上压头1、下压头2、热缩胶套3、底座4、孔压入口管线5、孔压控制器6、孔压出口管线7和封堵件。
上压头1的第一端与页岩样品8的第一端接触，下压头2的第一端与页岩样品8的第二端接触，上压头1的第一端、页岩样品8和下压头2的第一端均位于热缩胶套3内，下压头2的第二端与底座4的上表面连接；孔压入口管线5的第一端与孔压控制器6连通，孔压入口管线5的第二端与页岩样品8的第二端接触，孔压出口管线7的第一端与页岩样品8的第一端接触，孔压出口管线7的第二端与封堵件连接。
需要说明的是，页岩样品8可以是从地层获取的具有一定代表性的页岩，页岩样品8具有孔隙，页岩样品8的直径可以是25.4mm(毫米)或50.8mm，页岩样品8的高度可以为55mm等。在通过该页岩吸水特征测试装置测试页岩样品8的吸水特征之前，可以准确测量并记录页岩样品8的干重、直径和高度等参数值，以便于后续根据页岩样品8吸水之前和吸水之后测量的参数值对比页岩吸水特性。
另外，热缩胶套3可以采用具有热塑性的材料制成。热缩胶套3可以承受一定的压力和温度且在受热之后会收缩。热缩胶套3的内径可以略大于页岩样品8的直径，热缩胶套3的高度可以大于页岩样品8的高度，在通过热缩胶套3将页岩样品8固定在上压头1的第一端与下压头2的第一端之间之后，可以采用加热的方式使热缩胶套3的直径减小，当热缩胶套3收缩之后可以紧紧包裹在上压头1的第一端、页岩样品8和下压头2的第一端上，使页岩样品8与围压室9隔离开。便于试验时使围压和孔压形成两个独立的系统。
另外，为了实现下压头2的第二端与底座4的上表面之间的连接，在一种可能的情况下，下压头2的第二端上可以设置有外螺纹，底座4的上表面上可以设置有盲孔，该盲孔上可以设置有螺纹，下压头2的第二端与底座4的上表面之间可以通过该外螺纹和该盲孔上设置的螺纹进行螺纹连接。在另一种可能的情况下，下压头2的第二端上可以设置有键，底座4的上表面上可以设置有键槽，下压头2的第二端与底座4的上表面之间可以通过键和键槽进行键连接。
另外，上压头1的第一端在轴向上可以设置有第一盲孔，上压头1的侧壁上可以设置有与第一盲孔连通的第二盲孔，孔压出口管线7的第一端可以依次穿过第二盲孔和第一盲孔之后与页岩样品8的第一端接触。下压头2的第一端在轴向上可以设置有第三盲孔，下压头2的侧壁上可以设置有与第三盲孔连通的第四盲孔，孔压入口管线5的第二端可以依次穿过第四盲孔和第三盲孔之后与页岩样品8的第二端接触。
再者，为了固定孔压入口管线5和孔压出口管线7的位置，底座4的第一端在横向上可以设置有第五盲孔和第六盲孔，底座4的第一端在纵向上可以设置有第七盲孔和第八盲孔。其中，第五盲孔与第七盲孔连通，第六盲孔与第八盲孔连通。孔压入口管线5的第一端可以依次穿过第七盲孔和第五盲孔之后与孔压控制器6连通，孔压出口管线7的第二端可以依次穿过第八盲孔和第六盲孔之后与封堵件连接。其中，封堵件可以是阀门或堵头等，本申请实施例对此不做具体限定。
最后，通过孔压控制器6可以向页岩样品8的孔隙中注水，同时为页岩样品8提供孔压环境。孔压控制器6可以与计算机、动力源相连。在需要通过孔压控制器6向页岩样品8的孔隙中注水时，计算机可以通过动力源为孔压控制器6提供动力，以控制孔压控制器6中活塞向上移动，通过孔压入口管线5向页岩样品8的孔隙中注水。孔压控制器6内可以设置有压力传感器，在通过孔压控制器6向页岩样品8的孔隙中注水的过程中，该压力传感器可以实时测量页岩样品8的实际孔压，并将测量的该实际孔压反馈给计算机。计算机中可以存储有预设孔压，计算机可以根据预设孔压与实际孔压之间的差值，确定孔压控制器6的注水量。孔压控制器6可以根据该注水量向页岩样品8的孔隙中注水。
其中，预设孔压可以由用户根据地层孔压自定义设置，也可以由计算机默认设置，本申请实施例对此不做限定。另外，计算机根据预设孔压与实际孔压之间的差值，确定孔压控制器6的注水量的具体实现方式可以参考相关技术，此处不再赘述。
另外，孔压控制器6内还可以设置有位移传感器，在孔压控制器6中活塞向上移动进行注水时，该位移传感器可以实时测量活塞的位移，并将测量的位移实时发送给计算机。计算机在接收到该位移时，可以计算孔压控制器6中活塞的底面积与该位移的乘积，并将该乘积确定为体积变化量，如此，通过孔压控制器6中的位移传感器实时测量的活塞的位移可以测定不同时刻的体积变化量。通过不同时刻的体积变化量就可以表征页岩样品不同时刻的吸水量。
值得说明的是，页岩样品8夹设在上压头1与下压头2之间，孔压入口管线5的第一端与孔压控制器6连通，孔压入口管线5的第二端与页岩样品8的第二端接触，孔压出口管线7的第一端与页岩样品8的第一端接触，孔压出口管线7的第二端与封堵件连接。通过孔压控制器6可以向页岩样品8的孔隙中注水，且可以控制注水压力，使孔压加载至预设孔压，在加载过程中通过孔压控制器6测定不同时刻的体积变化量，该体积变化量可以指示页岩样品在不同时刻的吸水量，因此可以根据该体积变化量确定页岩样品8的吸水特性。本申请将孔压加载至预设孔压可以模拟地层孔压，用孔压控制器6的注水体积衡量页岩样品8的吸水量，可以避免浮力等外因对试验结果的影响，在模拟地层孔压的情况下确定出的页岩样品8吸水特性真实性和准确度均较高。
可选地，如图2所示，该页岩吸水特征测试装置还可以包括：围压室9、输油管线10、围压控制器11和围压管线12。围压室9罩在上压头1、热缩胶套3和下压头2外，围压室9的下端与底座4的上表面密封接触；输油管线10的第一端用于与油箱连通，输油管线10的第二端与围压室9的腔体连通，围压控制器11通过围压管线12与围压室9的腔体连通。
需要说明的是，围压室9可以上下移动，当取放页岩样品8时，可以将围压室9向上移动，当页岩样品8放置好后，可以将围压室9向下移动。围压室9的下端敞开，底座4的上表面上可以设置有橡胶圈，当围压室9向下移动至围压室9的下端与底座4的上表面接触时，该橡胶圈的外壁恰好与围压室9的下端的内壁紧密接触，实现围压室9的下端与底座4的上表面之间的密封接触。
另外，为了固定输油管线10和围压管线12的位置，底座4的第二端在横向上可以设置有第九盲孔和第十盲孔，底座4的第二端在纵向上可以设置有第十一盲孔和第十二盲孔。其中，第九盲孔与第十一盲孔连通，第十盲孔与第十二盲孔连通。输油管线10的第一端可以依次穿过第十一盲孔和第九盲孔之后与油箱连通，围压管线12的第一端可以依次穿过第十二盲孔和第十盲孔之后与围压控制器11连通。
再者，通过围压控制器11可以向围压室9内的围压油施加围压，可以为页岩样品8提供围压环境。为了避免页岩样品8和热缩胶套3被损坏，可以先通过围压控制器11向围压室9内的围压油施加围压至第一预设围压，然后同时通过孔压控制器6向页岩样品8施加孔压至预设孔压，通过围压控制器11向围压室9内的围压油施加围压至第二预设围压。围压控制器11可以与动力源、计算机相连。在需要通过围压控制器11向页岩样品8提供围压环境时，计算机可以通过动力源为围压控制器11提供动力，以控制围压控制器11中活塞向上移动，通过围压管线12向围压室9内的围压油施加围压。围压控制器11内可以设置有压力传感器，在通过围压控制器11向围压室9内的围压油施加围压的过程中，该压力传感器可以实时测量围压室9内围压油的实际围压，并将测量的该实际围压反馈给计算机。计算机中可以存储有第一预设围压和第二预设围压，计算机在控制围压控制器11向围压油施加围压至第一预设围压后，可以在控制孔压控制器6向页岩样品8的孔隙中注水，使页岩样品8的孔压达到预设孔压的同时控制围压控制器11继续向围压油施加围压至第二预设围压。计算机可以根据第二预设围压与实际围压之间的差值，确定围压控制器11的围压施加量，以实现对围压的自动控制。围压控制器11可以根据该围压施加量向围压室9内的围压油施加围压。
其中，第一预设围压和第二预设围压可以由用户根据地层平均水平主应力自定义设置，也可以由计算机默认设置，第一预设围压可以是小于第二预设围压的任意数值，本申请实施例对此不做限定。例如，当第二预设围压为20MPa(兆帕)，预设孔压为15MPa时，第一预设围压可以设置为5MPa。计算机可以先控制围压控制器11向围压油施加围压至5MPa，然后可以控制孔压控制器6开始向页岩样品8施加孔压至15MPa，同时控制围压控制器11继续向围压油施加围压至20MPa。这样，保证热缩胶套3和页岩样品8内外始终有5MPa的压力差，可以有效避免对热缩胶套3和页岩样品8的损坏。另外，计算机根据第二预设围压与实际围压之间的差值，确定围压孔压控制器6的围压施加量的具体实现方式可以参考相关技术，此处不再赘述。
在实际应用中，围压室9也可以与动力源、计算机相连。在需要通过围压控制器11向页岩样品8提供围压环境时，计算机可以先通过动力源控制围压室9向下移动至围压室9的下端与底座4的上表面密封接触，使围压室9被封闭起来。然后，可以通过输油管线10向围压室9注满围压油。之后，可以通过围压控制器11和围压管线12向围压室9内的围压油施加围压。在施加围压和孔压的过程中，可以通过孔压控制器6测定体积变化量，该体积变化量可以指示页岩样品8的吸水量。这样，可以在模拟地层平均水平主应力和地层孔压的情况下测试页岩的吸水特征，使得测试结果更加切合实际。
可选地，如图2所示，该页岩吸水特征测试装置还可以包括：轴压控制器13和载荷传感器14。轴压控制器13的第一端穿过围压室9的上端之后与载荷传感器14的第一端连接，载荷传感器14的第二端与上压头1的第二端接触。
需要说明的是，围压室9的上端可以设置有通孔，轴压控制器13的第一端可以穿过该通孔后与载荷传感器14的第一端连接。该通孔的大小可以根据轴压控制器13的径向尺寸来设置，只要保证轴压控制器13的第一端恰好可以穿过该通孔，轴压控制器13和围压室9可以相对运动，但围压室9的围压油不会从该通孔与轴压控制器13之间漏出即可。其中，轴压控制器13的第一端与载荷传感器14的第一端之间的连接方式可以是螺纹连接。
另外，轴压控制器13可以与计算机、动力源相连。在需要通过轴压控制器13向页岩样品8施加轴压时，计算机可以通过动力源为轴压控制器13提供动力，以控制轴压控制器13向下移动，下压上压头1和页岩样品8。在通过轴压控制器13向页岩样品8施加轴压的过程中，可以通过载荷传感器14实时测量施加的实际轴压，并将测量的实际轴压反馈给计算机。计算机中可以存储有预设轴压，计算机可以根据预设轴压与实际轴压之间的差值，确定轴压控制器13的轴压施加量。
其中，预设轴压可以由用户根据地层上覆岩层压力自定义设置，也可以由计算机默认设置，本申请实施例对此不做限定。另外，计算机根据预设轴压与实际轴压之间的差值，控制轴压控制器13的轴压施加量的具体实现方式可以参考相关技术，此处不再赘述。
最后，在通过轴压控制器13向页岩样品8施加轴压的过程中，可以通过孔压控制器6测定体积变化量，该体积变化量用于指示页岩样品8的吸水量。这样，可以在模拟地层上覆岩层压力的情况下测试页岩的吸水特征，使得测试结果更加切合实际。
可选地，该页岩吸水特征测试装置还可以包括：轴向变形测量装置15。轴向变形测量装置15包括铁芯固定装置和电磁感应线圈，铁芯固定装置的第一端固定在上压头1的第一端上，电磁感应线圈固定在下压头2的第一端上，铁芯固定装置的第二端在电磁感应线圈内上下移动。
需要说明的是，上压头1的第一端上可以设置有第一凹槽，铁芯固定装置的第一端可以位于第一凹槽内，实现铁芯固定装置的第一端在上压头1的第一端上的固定。
另外，下压头2的第一端上可以设置有第二凹槽，电磁感应线圈可以位于第二凹槽内，实现电磁感应线圈在下压头2的第一端上的固定。
在实际应用中，当通过轴压控制器13向页岩样品8施加轴压的过程中，会将上压头1和页岩样品8的第一端向下压，使页岩样品8发生轴向变形。当页岩样品8的第一端向下压时，铁芯固定装置的第二端会在电磁感应线圈内向下移动产生电流。根据产生的电流大小可以确定页岩样品8的轴向变形量。其中，根据产生的电流大小，确定页岩样品8的轴向变形量的具体实现方式可以参考相关技术，此处不再赘述。轴向变形测量装置15的设置，可以很方便地测量页岩样品8在轴向压力的作用下的产生的轴向变形。可选地，轴向变形测量装置15的数量可以为两个，两个轴向变形测量装置15可以设置在页岩样品8的两侧，当向页岩样品8施加轴压时，这两个轴向变形测量装置15均可以测量页岩样品8的轴向变形。为了提高页岩样品8的轴向变形测量精度，可以对这两个轴向变形测量装置15的测量结果求取平均值，将该平均值确定为页岩样品8的轴向变形。
进一步地，当通过轴压控制器13向页岩样品8施加轴压时，会将页岩样品8的第一端向下压，页岩样品8在发生轴向变形的同时还会发生周向变形。为了测量页岩样品8的周向变形，如图2所示，该页岩吸水特征测试装置还可以包括：周向变形测量装置16。周向变形测量装置16套设在所述热缩胶套3上。通过套设在热缩胶套3上的周向变形测量装置16可以很方便地测量页岩样品8在轴向压力的作用下发生的周向变形。
可选地，如图2所示，该页岩吸水特征测试装置还可以包括：加温控制器17。加温控制器17套设在所述围压室9上，可以实现对围压油的温度的自动控制。
当通过输油管线10向围压室9注满围压油之后，可以通过加温控制器17对围压室9内的围压油进行加热，便于模拟页岩样品8处于地层温度的环境。在通过孔压控制器6向页岩样品8施加孔压，通过围压控制器11向围压室9内的围压油施加围压，通过轴压控制器13向页岩样品8施加轴压，通过加温控制器17对围压油进行加热的过程中，可以通过孔压控制器6测定体积变化量，该体积变化量用于指示页岩样品8的吸水量。这样，可以在模拟地层孔压、地层平均水平主应力、地层上覆岩层压力、地层温度的情况下测试页岩的吸水特征，使得测量数据更加切合实际。
本申请实施例中，页岩样品8夹设在上压头1与下压头2之间，孔压入口管线5的第一端与孔压控制器6连通，孔压入口管线5的第二端与页岩样品8的第二端接触，孔压出口管线7的第一端与页岩样品8的第一端接触，孔压出口管线7的第二端与封堵件连接。通过孔压控制器6可以向页岩样品8的孔隙中注水，且可以控制注水压力，使孔压加载至预设孔压，在加载过程中通过孔压控制器6测定体积变化量，该体积变化量可以指示页岩样品的吸水量，因此可以根据该体积变化量确定页岩样品8的吸水特性。本申请将孔压加载至预设孔压可以模拟地层孔压，用孔压控制器6的注水体积衡量页岩样品8的吸水量，可以避免浮力等外因对试验结果的影响，在模拟地层孔压的情况下确定出的页岩样品8吸水特性真实性和准确度均较高。
图3是本申请实施例提供的一种页岩吸水特征测试方法的流程图，该方法应用于上述实施例中的页岩吸水特征测试装置。参见图3，该方法包括以下步骤：
步骤301：控制围压室下落至围压室的下端与底座的上表面密封接触，通过油箱和输油管线向围压室内注满围压油，通过围压控制器和围压管线向围压室内的围压油施加围压，使围压室内围压油的压力达到第一预设围压。
步骤302：通过孔压控制器和孔压入口管线向页岩样品的孔隙中注水，使页岩样品的孔压达到预设孔压。
步骤303：在向页岩样品的孔隙中注水的过程中，通过围压控制器和围压管线继续向围压室内的围压油施加围压，使围压室内围压油的压力达到第二预设围压。
步骤304：通过加温控制器对围压室内的围压油进行加热，使围压室内围压油的温度达到预设温度。
步骤305：通过轴压控制器向页岩样品施加轴压至预设轴压。
需要说明的是，本申请实施例对步骤304和步骤305的执行顺序不做限定，在通过步骤303向围压油施加围压之后，既可以先通过加温控制器对围压室内的围压油进行加热，再通过轴压控制器向页岩样品施加轴压，也可以先通过轴压控制器向页岩样品施加轴压，再通过加温控制器对围压室内的围压油进行加热。
另外，步骤301至305的具体实现方式可以参考前述实施例的相关描述，此处不再详细描述。
在通过步骤305向页岩样品施加轴压的过程中，可以通过载荷传感器监测轴压控制器施加至页岩样品的轴压。具体地，可以通过载荷传感器实时测量轴压控制器施加至页岩样品的实际轴压。之后，载荷传感器可以将测量的实际轴压反馈给计算机。计算机中可以存储有预设轴压，计算机可以根据预设轴压与实际轴压之间的差值，确定轴压控制器的轴压施加量。
另外，在向页岩样品施加轴压的过程中，页岩样品会发生变形，本申请实施例可以通过轴向变形测量装置测量页岩样品在吸水过程中的轴向变形量，还可以通过周向变形测量装置测量页岩样品在吸水过程中的周向变形量。在测量得到页岩样品在吸水过程中的轴向变形量和周向变形量之后，还可以将相同时刻的轴向变形量与周向变形量相乘，得到该时刻的体积变形量。
步骤306：在向页岩样品的孔隙中注水、向围压室内的围压油施加围压、对围压室内的围压油进行加热和向页岩样品施加轴压的过程中，通过孔压控制器测定体积变化量，该体积变化量用于指示页岩样品的吸水量。
需要说明的是，在向页岩样品的孔隙中注水时可以向页岩样品施加孔压，可以使页岩样品在模拟地层孔压的环境中吸水。向围压室内的围压油施加围压，可以使页岩样品在模拟地层平均水平主应力的环境中吸水。对围压室内的围压油进行加热，可以使页岩样品在模拟地层温度的环境中吸水。向页岩样品施加轴压，可以使页岩样品在模拟地层上覆岩层压力的环境中吸水。可见，本申请实施例可以使页岩样品在同时模拟地层孔压、地层平均水平主应力、地层温度和地层上覆岩层压力的情况下吸水，在这种情况下确定出的页岩样品的吸水量更加切合实际。
另外，测定的体积变化量指的是通过孔压控制器中活塞向上移动的距离与孔压控制器横截面面积计算得到的二者之积。活塞向上移动的过程就是孔压控制器向页岩样品的孔隙中注水的过程，因此通过测量活塞向上移动的位移来确定得到的体积变化量可以表征孔压控制器的注水量，而孔压控制器的注水量可以表征页岩样品的吸水量。
在活塞向上移动进行注水时，孔压控制器内设置的位移传感器可以实时测量孔压控制器中活塞的位移，并将测量的位移实时发送给计算机，计算机可以根据该位移确定孔压控制器的实时体积变化量，如此，通过孔压控制器的位移传感器实时测量得到的位移即可以测定不同时刻的体积变化量。通过不同时刻的体积变化量就可以表征页岩样品不同时刻的吸水量。
步骤307：根据该体积变化量，确定页岩样品的吸水特性。
需要说明的是，页岩样品的吸水特性可以包括页岩样品的吸水量随时间的变化规律。由于该体积变化量可以指示页岩样品的吸水量随时间的变化量，所以根据该体积变化量，可以确定页岩样品的吸水量随时间的变化规律。
进一步地，在确定页岩样品的吸水特性之后，还可以研究吸水后页岩样品的力学特性。具体地，通过轴压控制器向页岩样品施加轴压至预设轴压之后，可以在维持围压油的温度、围压和孔压均不变的情况下，通过轴压控制器继续向页岩样品施加轴压至页岩样品破裂，在通过轴压控制器继续向页岩样品施加轴压至页岩样品破裂的过程中，可以继续通过载荷传感器检测轴压控制器施加至页岩样品的轴压，并继续获取页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量，根据施加至页岩样品的轴压、页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量，确定页岩样品的力学特性。
需要说明的是，页岩样品吸水后会变软，继续向页岩样品施加轴压会压坏页岩样品。页岩样品的力学特性可以包括杨氏模量、泊松比和抗压强度等。根据施加至页岩样品的轴压、页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量，可以得到变形和轴压的关系曲线。基于该关系曲线，将相同时间段的轴压变化量除以轴向变形量的变化量，可以得到杨氏模量，将相同时间段的周向变形量的变化量除以轴向变形量的变化量，可以得到泊松比。页岩样品被压破瞬间对应的轴向压力即为吸水后的页岩样品抗压强度。
进一步地，试验结束后，依次卸载孔压、轴压和围压，排净围压室内的围压油，控制围压室向上移动，将吸水后的页岩样品取出，称取吸水后的页岩样品的湿重。之后，可以将该湿重减去吸水试验之前记录的页岩样品的干重，得到页岩样品的总吸水量。该总吸水量和记录的体积变化量相互印证。
本申请实施例中，可以使页岩样品在同时模拟地层孔压、地层平均水平主应力、地层温度和地层上覆岩层压力的情况下吸水，在这种情况下确定出的页岩样品的吸水量更加切合实际，真实性和准确度均较高。在测试页岩样品吸水特性的同时还可以测试页岩样品吸水后的轴向变形量、周向变形量和力学特性，对定量研究页岩样品水化应力、页岩压裂返排分析、页岩压后导流能力评估、页岩气的效益开发等具有重要意义。
图4是本申请实施例提供的一种页岩吸水特征测试装置的结构示意图，如图4所示，该页岩吸水特征测试装置包括：注水模块401、测定模块402和第一确定模块403。
注水模块401，用于通过孔压控制器和孔压入口管线向页岩样品的孔隙中注水，使页岩样品的孔压达到预设孔压。
测定模块402，用于在向页岩样品的孔隙中注水的过程中，通过孔压控制器测定体积变化量，该体积变化量用于指示页岩样品的吸水量。
第一确定模块403，用于根据该体积变化量，确定页岩样品的吸水特性。
可选地，该装置还包括：
控制模块，用于控制围压室下落至围压室的下端与底座的上表面密封接触；
注油模块，用于通过油箱和输油管线向围压室内注满围压油；
围压施加模块，用于通过围压控制器和围压管线向围压室内的围压油施加围压，使围压室内围压油的压力达到第一预设围压；
测定模块402包括：
围压施加子模块，用于通过围压控制器和围压管线继续向围压室内的围压油施加围压，使围压室内围压油的压力达到第二预设围压；
测定子模块，用于在向页岩样品的孔隙中注水和向围压室内的围压油施加围压的过程中，通过孔压控制器测定体积变化量。
可选地，该装置还包括：
加热模块，用于通过加温控制器对围压室内的围压油进行加热，使围压室内围压油的温度达到预设温度；
测定子模块，用于在向页岩样品的孔隙中注水、向围压室内的围压油施加围压和对围压室内的围压油进行加热的过程中，通过孔压控制器测定体积变化量。
可选地，该装置还包括：
第一轴压施加模块，用于通过轴压控制器向页岩样品施加轴压至预设轴压；
监测模块，用于在向页岩样品施加轴压的过程中，通过载荷传感器监测轴压控制器施加至页岩样品的轴压；
测定子模块，用于在向页岩样品的孔隙中注水、向围压室内的围压油施加围压、对围压室内的围压油进行加热和向页岩样品施加轴压的过程中，通过孔压控制器测定体积变化量。
可选地，该装置还包括：
第一测量模块，用于在向页岩样品施加轴压的过程中，通过轴向变形测量装置测量页岩样品在吸水过程中的轴向变形量。
可选地，该装置还包括：
第二测量模块，用于在向页岩样品施加轴压的过程中，通过周向变形测量装置测量页岩样品在吸水过程中的周向变形量。
可选地，该装置还包括：
第二轴压施加模块，用于通过轴压控制器继续向页岩样品施加轴压至页岩样品破裂；
获取模块，用于在通过轴压控制器继续向页岩样品施加轴压至页岩样品破裂的过程中，继续通过载荷传感器监测轴压控制器施加至页岩样品的轴压，并继续获取页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量；
第二确定模块，用于根据施加至页岩样品的轴压、页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量，确定页岩样品吸水后的的力学特性。
本申请实施例中，可以使页岩样品在同时模拟地层孔压、地层平均水平主应力、地层温度和地层上覆岩层压力的情况下吸水，在这种情况下确定出的页岩样品的吸水量更加切合实际，真实性和准确度均较高。在测试页岩样品吸水特性的同时还可以测试页岩样品吸水后的轴向变形量、周向变形量和力学特性，对定量研究页岩样品水化应力、页岩压裂返排分析、页岩压后导流能力评估、页岩气的效益开发等具有重要意义。
需要说明的是：上述实施例提供的页岩吸水特征测试装置在测试页岩吸水特征时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的页岩吸水特征测试装置与页岩吸水特征测试方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图5是本申请实施例提供的一种页岩吸水特征测试装置的结构示意图，该页岩吸水特征测试装置可以是终端500。该终端500可以是：智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑。终端500还可能被称为用户设备、便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称。
通常，终端500包括有：处理器501和存储器502。
处理器501可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器501可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器501也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器501可以集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器501还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器502可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器502还可包括高速随机存取存储器以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器502中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器501所执行以实现本申请中方法实施例提供的页岩吸水特征测试方法。
在一些实施例中，终端500还可选包括有：外围设备接口503和至少一个外围设备。处理器501、存储器502和外围设备接口503之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口503相连。具体地，外围设备包括：射频电路504、触摸显示屏505、摄像头506、音频电路507、定位组件508和电源509中的至少一种。
外围设备接口503可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器501和存储器502。在一些实施例中，处理器501、存储器502和外围设备接口503被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器501、存储器502和外围设备接口503中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本申请对此不加以限定。
射频电路504用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路504通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路504将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路504包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等。射频电路504可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路504还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。
显示屏505用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏505是触摸显示屏时，显示屏505还具有采集在显示屏505的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器501进行处理。此时，显示屏505还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏505可以为一个，设置在终端500的前面板；在另一些实施例中，显示屏505可以为至少两个，分别设置在终端500的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏505可以是柔性显示屏，设置在终端500的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏505还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏505可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件506用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件506包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头设置在终端的前面板，后置摄像头设置在终端的背面。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)拍摄功能或者其它融合拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件506还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路507可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器501进行处理，或者输入至射频电路504以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在终端500的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器501或射频电路504的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路507还可以包括耳机插孔。
定位组件508用于定位终端500的当前地理位置，以实现导航或LBS(LocationBased Service，基于位置的服务)。定位组件508可以是基于美国的GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)、中国的北斗系统、俄罗斯的格雷纳斯系统或欧盟的伽利略系统的定位组件。
电源509用于为终端500中的各个组件进行供电。电源509可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源509包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中，终端500还包括有一个或多个传感器510。该一个或多个传感器510包括但不限于：加速度传感器511、陀螺仪传感器512、压力传感器513、指纹传感器514、光学传感器515以及接近传感器516。
加速度传感器511可以检测以终端500建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如，加速度传感器511可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器501可以根据加速度传感器511采集的重力加速度信号，控制触摸显示屏505以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器511还可以用于游戏或用户的运动数据的采集。
陀螺仪传感器512可以检测终端500的机体方向及转动角度，陀螺仪传感器512可以与加速度传感器511协同采集用户对终端500的3D动作。处理器501根据陀螺仪传感器512采集的数据，可以实现如下功能：动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
压力传感器513可以设置在终端500的侧边框和/或触摸显示屏505的下层。当压力传感器513设置在终端500的侧边框时，可以检测用户对终端500的握持信号，由处理器501根据压力传感器513采集的握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器513设置在触摸显示屏505的下层时，由处理器501根据用户对触摸显示屏505的压力操作，实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
指纹传感器514用于采集用户的指纹，由处理器501根据指纹传感器514采集到的指纹识别用户的身份，或者，由指纹传感器514根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时，由处理器501授权该用户执行相关的敏感操作，该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器514可以被设置在终端500的正面、背面或侧面。当终端500上设置有物理按键或厂商Logo时，指纹传感器514可以与物理按键或厂商Logo集成在一起。
光学传感器515用于采集环境光强度。在一个实施例中，处理器501可以根据光学传感器515采集的环境光强度，控制触摸显示屏505的显示亮度。具体地，当环境光强度较高时，调高触摸显示屏505的显示亮度；当环境光强度较低时，调低触摸显示屏505的显示亮度。在另一个实施例中，处理器501还可以根据光学传感器515采集的环境光强度，动态调整摄像头组件506的拍摄参数。
接近传感器516也称距离传感器，通常设置在终端500的前面板。接近传感器516用于采集用户与终端500的正面之间的距离。在一个实施例中，当接近传感器516检测到用户与终端500的正面之间的距离逐渐变小时，由处理器501控制触摸显示屏505从亮屏状态切换为息屏状态；当接近传感器516检测到用户与终端500的正面之间的距离逐渐变大时，由处理器501控制触摸显示屏505从息屏状态切换为亮屏状态。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对终端500的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种页岩吸水特征测试装置，其特征在于，所述装置包括：上压头(1)、下压头(2)、热缩胶套(3)、底座(4)、孔压入口管线(5)、孔压控制器(6)、孔压出口管线(7)和封堵件；
所述上压头(1)的第一端与页岩样品(8)的第一端接触，所述下压头(2)的第一端与所述页岩样品(8)的第二端接触，所述上压头(1)的第一端、所述页岩样品(8)和所述下压头(2)的第一端均位于所述热缩胶套(3)内，所述下压头(2)的第二端设置有外螺纹，所述底座(4)的上表面设置有盲孔，所述盲孔上设置有螺纹，所述下压头(2)的第二端与所述底座(4)的上表面之间通过所述外螺纹和该盲孔上设置的螺纹进行螺纹连接；
所述底座(4)第一端在横向上设置有第五盲孔和第六盲孔，所述底座(4)第一端在纵向上设置有第七盲孔和第八盲孔，所述第五盲孔与第七盲孔连通，所述第六盲孔与第八盲孔连通，所述孔压入口管线(5)的第一端依次穿过第七盲孔和第五盲孔与所述孔压控制器(6)连通，所述孔压入口管线(5)的第二端与所述页岩样品(8)的第二端接触，所述孔压出口管线(7)的第一端与所述页岩样品(8)的第一端接触，所述孔压出口管线(7)的第二端依次穿过第八盲孔和第六盲孔与所述封堵件连接；
所述孔压控制器(6)内还设置有位移传感器，所述位移传感器被配置为实时测量活塞的位移，并将测量的位移实时发送给计算机；
所述页岩吸水特征测试装置还包括：围压室(9)、输油管线(10)、围压控制器(11)和围压管线(12)；
所述围压室(9)罩在所述上压头(1)、所述热缩胶套(3)和所述下压头(2)外，所述围压室(9)的下端与所述底座(4)的上表面密封接触；
所述输油管线(10)的第一端用于与油箱连通，所述输油管线(10)的第二端与所述围压室(9)的腔体连通，所述围压控制器(11)通过所述围压管线(12)与所述围压室(9)的腔体连通，所述底座(4)的上表面上设置有橡胶圈，所述橡胶圈的外壁与所述围压室(9)的下端的内壁密封接触，所述输油管线(10)被配置为向所述围压室(9)注满围压油，所述围压控制器(11)和所述围压管线(12)被配置为向所述围压室(9)内的围压油施加围压；
所述页岩吸水特征测试装置还包括：轴压控制器(13)和载荷传感器(14)；
所述轴压控制器(13)的第一端穿过所述围压室(9)的上端之后与所述载荷传感器(14)的第一端连接，所述载荷传感器(14)的第二端与所述上压头(1)的第二端接触；
所述页岩吸水特征测试装置还包括：轴向变形测量装置(15)；
所述轴向变形测量装置(15)包括铁芯固定装置和电磁感应线圈，所述上压头(1)的第一端上设置有第一凹槽，所述铁芯固定装置的第一端固定在所述上压头(1)第一端的第一凹槽内，所述下压头(2)的第一端上设置有第二凹槽，所述电磁感应线圈固定在所述下压头(2)第一端的第二凹槽内，所述铁芯固定装置的第二端在所述电磁感应线圈内上下移动；
所述页岩吸水特征测试装置还包括：周向变形测量装置(16)和加温控制器(17)；
所述周向变形测量装置(16)套设在所述热缩胶套(3)上，所述加温控制器(17)套设在所述围压室(9)上。
2.一种页岩吸水特征测试方法，应用于权利要求1所述的页岩吸水特征测试装置，其特征在于，所述方法包括：
通过孔压控制器和孔压入口管线向页岩样品的孔隙中注水，使所述页岩样品的孔压达到预设孔压；
在向所述页岩样品的孔隙中注水的过程中，通过所述孔压控制器测定体积变化量，所述体积变化量用于指示所述页岩样品的吸水量；
根据所述体积变化量，确定所述页岩样品的吸水特性。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过孔压控制器和孔压入口管线向页岩样品的孔隙中注水之前，包括：
控制围压室下落至所述围压室的下端与底座的上表面密封接触；
通过油箱和输油管线向所述围压室内注满围压油；
通过围压控制器和围压管线向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第一预设围压；
所述在向所述页岩样品的孔隙中注水的过程中，通过所述孔压控制器测定体积变化量，包括：
通过围压控制器和围压管线继续向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第二预设围压；
在向所述页岩样品的孔隙中注水和向所述围压室内的围压油施加围压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过围压控制器和围压管线继续向所述围压室内的围压油施加围压，使所述围压室内围压油的压力达到第二预设围压之后，还包括：
通过加温控制器对所述围压室内的围压油进行加热，使所述围压室内围压油的温度达到预设温度；
所述在向所述页岩样品的孔隙中注水和向所述围压室内的围压油施加围压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量，包括：
在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压和对所述围压室内的围压油进行加热的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过轴压控制器向所述页岩样品施加轴压至预设轴压；
在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过载荷传感器监测所述轴压控制器施加至所述页岩样品的轴压；
所述在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压和对所述围压室内的围压油进行加热的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量，包括：
在向所述页岩样品的孔隙中注水、向所述围压室内的围压油施加围压、对所述围压室内的围压油进行加热和向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过所述孔压控制器测定所述体积变化量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过轴向变形测量装置测量所述页岩样品在吸水过程中的轴向变形量。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在向所述页岩样品施加轴压的过程中，通过周向变形测量装置测量所述页岩样品在吸水过程中的周向变形量。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过轴压控制器向所述页岩样品施加轴压至预设轴压之后，还包括：
通过所述轴压控制器继续向所述页岩样品施加轴压至所述页岩样品破裂；
在通过所述轴压控制器继续向所述页岩样品施加轴压至所述页岩样品破裂的过程中，继续通过所述载荷传感器监测所述轴压控制器施加至所述页岩样品的轴压，并继续获取所述页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量；
根据所述施加至所述页岩样品的轴压、所述页岩样品吸水后的轴向变形量和周向变形量，确定所述页岩样品吸水后的力学特性。
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