????巖石力學(xué)、滲透率、電阻率、超聲波波速等參數(shù)是表征巖石物理力學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，也是巖石工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等環(huán)節(jié)的重要依據(jù)。面向深地科技戰(zhàn)略，巖石工程向深部進(jìn)軍，但深部處于超高溫高應(yīng)力極端環(huán)境，如我國(guó)塔科1井深度超過(guò)萬(wàn)米，溫度達(dá)230℃、應(yīng)力達(dá)200MPa。超高溫高應(yīng)力極端環(huán)境給深部巖石工程帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，面臨著能不能干成、能不能干好的難題。主要原因在于，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置難以模擬超高溫高應(yīng)力環(huán)境并在此環(huán)境下開(kāi)展力-滲-電-聲多參數(shù)測(cè)試，導(dǎo)致難以準(zhǔn)確認(rèn)知超高溫高壓環(huán)境下巖石變形破裂和傳質(zhì)機(jī)理，進(jìn)而造成深部巖石工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行缺乏理論依據(jù)。

????針對(duì)以上問(wèn)題，武漢巖土所巖體工程多場(chǎng)耦合效應(yīng)研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)石油測(cè)井有限公司聯(lián)合研發(fā)了超高溫高應(yīng)力巖石力-滲-電-聲多參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)（圖1），該系統(tǒng)集成了力學(xué)、滲透率、電阻率、超聲波等多種測(cè)試模塊，支持超高溫高應(yīng)力（230℃、200MPa）的單/三軸壓縮試驗(yàn)、有效應(yīng)力系數(shù)（孔隙壓力140MPa）試驗(yàn)、滲透率試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巖石應(yīng)變、超聲波、電阻率、穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)法滲透率。超高溫高應(yīng)力實(shí)驗(yàn)艙是測(cè)試系統(tǒng)的核心單元（圖2），專(zhuān)為模擬深部超高溫高應(yīng)力環(huán)境而設(shè)計(jì)，采用高強(qiáng)度合金材料制造，底座集成變形、電阻、超聲波、溫度、孔隙壓力等多功能接口，內(nèi)置專(zhuān)門(mén)研發(fā)的高性能超聲波激發(fā)探頭和絕緣接頭，確保在230℃高溫、200MPa高應(yīng)力及140MPa高孔隙壓力狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖心力-滲-電-聲多參數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量與分析。

????目前，該設(shè)備已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)收，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)達(dá)到預(yù)定要求，獲得了一些典型試驗(yàn)結(jié)果，主要包括以下內(nèi)容：

????1、巖石力學(xué)測(cè)試：對(duì)砂巖開(kāi)展了系統(tǒng)的三軸壓縮試驗(yàn)，研究了不同圍壓和孔隙壓力條件下的巖石力學(xué)行為，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，為準(zhǔn)確認(rèn)知深部巖石變形破裂和傳質(zhì)機(jī)理提供了依據(jù)，特別揭示了高圍壓和高孔隙壓力對(duì)深部巖石破壞模式的協(xié)同控制機(jī)制。

????2、巖石三軸循環(huán)加卸載過(guò)程中應(yīng)變與電阻測(cè)試：對(duì)鹽水飽和后的砂巖開(kāi)展了三軸循環(huán)加卸載過(guò)程的應(yīng)變與電阻聯(lián)測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，為準(zhǔn)確認(rèn)知深部巖石破壞模式與電阻、應(yīng)變之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系提供了依據(jù)。

????3、巖石三軸壓縮過(guò)程中力-電-聲聯(lián)合測(cè)試：對(duì)鹽水飽和后的砂巖開(kāi)展了三軸壓縮過(guò)程中應(yīng)變、電阻、超聲波聯(lián)測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，為建立巖石變形、電阻、超聲波之間的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系提供了依據(jù)。

????該超高溫高應(yīng)力巖石力-滲-電-聲多參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)已在各大深層/超深層油氣田中成功應(yīng)用，準(zhǔn)確、高效地提供了相關(guān)參數(shù)，有力支撐了工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行。相關(guān)成果已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)，相關(guān)研究得到了地球深部探測(cè)與礦產(chǎn)資源勘查國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)（No. 2024ZD1003600）資助。

????已申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利：

????（1）一種超高溫高壓的三軸試驗(yàn)裝置，ZL202311070939.0

????（2）一種高溫三軸的快速加熱裝置及其使用方法，ZL202510435287.9

????（3）一種高溫高壓電-滲-力聯(lián)合測(cè)量試驗(yàn)裝置及其使用方法，ZL202510435286.4

????（4）一種高溫高壓聲-電聯(lián)合測(cè)量試驗(yàn)裝置及其使用方法，ZL202510435285.X

圖1?超高溫高應(yīng)力巖石力-滲-電-聲多參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)

圖2?超高溫高應(yīng)力實(shí)驗(yàn)艙：(a)聯(lián)合加熱示意圖(b)實(shí)驗(yàn)艙實(shí)物圖

圖3?偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線：(a)不同圍壓條件下偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線(b)不同孔壓條件下偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線（σ3=160MPa）(c)相同圍壓-孔壓差值條件下偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線(σ3-p=60MPa)

圖4?偏應(yīng)力/電阻/體積應(yīng)變-時(shí)間曲線：

(a)σ3=80MPa,p=20MPa ；b)σ3=160MPa,p=20MPa；(c)σ3=160MPa,p=140MPa

圖5?T=175℃,σ3=160MPa,p=140MPa條件下聲波/電阻/偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線