一种动静态岩石力学参数矫正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动静态岩石力学参数矫正方法及装置，包括单片机控制器和岩石动静态参数采集器，单片机控制器分别与岩石动静态参数采集器、数据处理器、RAM存储器、ROM存储器和无线射频收发器电性连接，单片机控制器的输出端与模拟器的输入端电性连接，岩石动静态参数采集器的输入端分别与应力传感器、温度传感器、孔隙压力传感器和流体饱和度传感器的输出端电性连接，无线射频收发器通过GPRS网络与外部设备连接，岩石参数采集器的输入端分别与岩石成分分析器、岩石结构分析器、岩石构造分析器和岩石孔隙度分析器的输出端电性连接，该发明专利技术智能化程度高，能够对动静态岩石力学参数进行检测、模拟与矫正。

Method and device for correcting dynamic and static rock mechanics parameters

The invention discloses a dynamic and static rock mechanics parameter correction method and device, comprises a singlechip controller and the dynamic and static parameters of the collector, the SCM controller is respectively connected with the dynamic and static parameters of data acquisition, data processor, RAM memory, ROM memory and a wireless RF transceiver is electrically connected with the output end of the controller, and the input end of the electrical simulator connect the input parameters of rock dynamic static collector respectively with stress sensor, temperature sensor, pressure sensor and pore fluid saturation of the output end of the sensor is electrically connected by wireless radio frequency transceiver GPRS network connected to an external device, the input end of the output parameters of rock collector respectively with rock composition analyzer, rock structure, rock structure analyzer analyzer and the porosity analyzer end is electrically connected with the wise It can be used to detect, simulate and correct the dynamic and static rock mechanical parameters.

【技术实现步骤摘要】
一种动静态岩石力学参数矫正方法及装置
本专利技术属于油气藏开发
，尤其涉及一种动静态岩石力学参数矫正方法及装置。
技术介绍
油气藏岩体是储集岩体多孔介质材料及其上下围岩在一定深度下，处在一定温度、压力、饱和了一定数量流体和由一系列结构面与结构体组成的地质实体。与近地表工程地质相比，一般埋藏较深，处于较高的三轴复杂围压、较高温度和较高的孔隙压力及多相流体饱和的条件下。这与地表浅层以及下地壳上地幔处的岩体所处的环境有很大不同，岩体也具有独特的力学特性。对于这种地下数千米深处复杂围压、高温、高孔隙压力和多相流体的油气藏岩体而言，传统的静态力学性质研究是将钻井取心在地面条件下，利用三轴应力测试仪或者声波测试仪对取出的岩心进行力学实验，如将钻井取心拿到地面试验室中常温、常压、干样，而这种试验方法，无法完全代表处于地下高温、高压、高孔隙压力和多相饱和流体条件下的油气藏岩体力学性质，无法保证地下数千米处复杂围压、高温、高孔隙压力和多相流体的油气藏岩体力学参数的有效性和准确性，且传统试验的智能化程度较低，试验检测项目单一，无法充分分析和矫正动静态岩石力学参数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种动静态岩石力学参数矫正方法及装置，旨在解决传统试验的智能化程度较低，试验检测项目单一，无法充分分析和矫正动静态岩石力学参数的问题。本专利技术是这样实现的，一种动静态岩石力学参数矫正方法，所述动静态岩石力学参数矫正方法包括：步骤一、将符合试验标准的油气藏岩体试样固定在三轴试验机中，对所述岩体试样施加与所述岩体试样所处地层深度相对应的围压；步骤二、按照多个温度值由高到低的顺序，依次将高压腔内的温度降低到多个温度值下，按照预设加载速率对岩体试样加载轴压，得到岩体试样在各温度值下的力学参数；步骤三、从阵列声波测井的波形资料中提取纵波时差Δtc和横波时差Δts；步骤四、根据步骤三所得的纵波时差Δtc和横波时差Δts，结合阵列声波测井资料中的密度ρ，计算动态杨氏模量Ed和动态泊松比PRd；步骤五、统计所述油气藏岩体力学性质影响参数，包括内部影响参数和外部影响参数，内部影响参数包括岩石成分特征参数，岩石结构特征参数，岩石构造特征参数以及岩石孔隙裂缝特征参数，外部影响参数包括温度特征参数，围压特征参数，孔隙流体特征参数以及孔隙压力特征参数；步骤六、根据岩石力学参数采集的数据以及统计的岩体力学性质影响参数建立油气藏的物理模型；步骤七、获得所建立的物理模型的硬点文件，并采用Matlab读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值；步骤八、获取所述油气藏的岩石力学参数及岩体力学性质影响参数的关联关系；步骤九、采用岩石力学参数，岩石力学参数的各向异性强度，油气藏的岩石力学参数及岩体力学性质影响参数的关联关系，以及，岩体力学性质影响参数与各向异性强度的关联关系，进行油气藏岩体力学地下原位模型的恢复；步骤十、与物理模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，驱动仿真分析模块对不同的参数进行计算求解；岩石力学参数包括岩石弹性参数，所述岩石弹性参数包括杨氏模量、泊松比和Biot系数，所述Biot系数用于表征孔隙弹性参数；所述岩石力学参数的各向异性强度包括杨氏模量各向异性强度、泊松比各向异性强度和Biot系数各向异性强度；所述岩石力学参数的各向异性强度通过如下公式计算获得：其中，Ek为杨氏模量各向异性强度；Eh为水平方向杨氏模量；Ev为垂直方向杨氏模量；μk为泊松比各向异性强度；μh为水平方向泊松比；μv为垂直方向泊松比；所述动静态岩石力学参数矫正方法的动静态岩石力学参数矫正装置，包括单片机控制器和岩石动静态参数采集器，所述单片机控制器分别与岩石动静态参数采集器、数据处理器、RAM存储器、ROM存储器和无线射频收发器电性连接；所述单片机控制器的输出端与模拟器的输入端电性连接；所述岩石动静态参数采集器与岩石参数采集器电性连接；所述岩石动静态参数采集器的输入端分别与应力传感器、温度传感器、孔隙压力传感器和流体饱和度传感器的输出端电性连接；所述无线射频收发器通过GPRS网络与外部设备连接；所述岩石参数采集器的输入端分别与岩石成分分析器、岩石结构分析器、岩石构造分析器和岩石孔隙度分析器的输出端电性连接；所述单片机控制器的输入端与供电电源的输出端电性连接。进一步，所述无线射频收发器设置有无线通信极限容量计算模块，所述无线通信极限容量计算的计算方法包括：利用Laguerre多项式计算得到：其中，m＝min(Nt,Nr)；n＝max(Nt,Nr)；为次数为k的Laguerre多项式：令λ＝n/m，推导出如下归一化后的信道容量表示式；其中，在快速瑞利衰落的情况下，令m＝n＝Nt＝Nr，则v1＝0，v2＝4；渐进信道容量为：利用不等式：log2(1+x)≥log2(x)(式6)式(5)简化为：式(5)表明，随着收发天线数目的增加，极限信道的容量会随之线性地增加。进一步，所述岩石动静态参数采集器设置有多个无线网络传感器，多个无线网络传感器组成无线网络传感器网络；所述无线网络传感器网络覆盖的分布式方法在指定的时间内，通过比较工作节点的最大有效覆盖时间和剩余能量来安排工作节点的最优探测活动时间，从而使得总的有效覆盖时间最大；数学模型如下：ST:0≤si.start≤l,i∈Nsi.end-si.start＝bi,i∈N其中C为总的有效覆盖时间，l是每一轮的时间，bi是节点si在每一轮中的工作时间。进一步，所述数据处理器设置有数据聚合模块，所述数据聚合模块的数据聚合方法具体包括：步骤一、部署无线传感器节点：在面积为S＝W×L的检测区域内，将无线传感器节点部署在检测区域，基站部署在检测区域外，基站用于接收和处理整个无线传感网络收集到的数据信息；步骤二、选择簇头：将整个检测区域按网格进行均匀划分，使每个网格的大小形状相同，在每个网格中选择位置距离网格中心最近的传感器节点作为簇头，检测区域按照方形网格均匀划分，选取方格中距离中心最近的节点作为簇头；步骤三、分簇：簇头选择完成后，簇头广播Cluster{ID，N，Hop}信息，其中，ID为节点的编号，N为Cluster信息转发的跳数，且N的初值为0，Hop为系统设定的跳数；处于簇头附近的邻居节点收到Cluster信息后N增加1再转发这一信息，直到N＝Hop就不再转发Cluster信息；簇头的邻居节点转发Cluster信息后再向将Cluster信息转发给自己的邻居节点，然后发送一个反馈信息Join{ID，N，Eir，dij，ki}给将Cluster信息转发给自己的节点，最终将Join信息转发给簇头表示自己加入该簇，其中，Eir表示该节点此时的剩余能量，dij表示两节点间的距离，ki表示该节点能够监测得到的数据包的大小；如果一个节点收到了多个Cluster信息，节点就选择N值小的加入该簇，若N相等节点就随便选择一个簇并加入到该簇；如果节点没有收到Cluster信息，则节点发送Help信息，加入离自己最近的一个簇；其中，得到每个节点初始的剩余能量Eir后，就可以通过LEACH能耗模型来估算节点能量的剩余值，例如进行了M轮后，一轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动静态岩石力学参数矫正方法，其特征在于，所述动静态岩石力学参数矫正方法包括：步骤一、将符合试验标准的油气藏岩体试样固定在三轴试验机中，对所述岩体试样施加与所述岩体试样所处地层深度相对应的围压；步骤二、按照多个温度值由高到低的顺序，依次将高压腔内的温度降低到多个温度值下，按照预设加载速率对岩体试样加载轴压，得到岩体试样在各温度值下的力学参数；步骤三、从阵列声波测井的波形资料中提取纵波时差Δtc和横波时差Δts；步骤四、根据步骤三所得的纵波时差Δtc和横波时差Δts，结合阵列声波测井资料中的密度ρ，计算动态杨氏模量Ed和动态泊松比PRd；步骤五、统计所述油气藏岩体力学性质影响参数，包括内部影响参数和外部影响参数，内部影响参数包括岩石成分特征参数，岩石结构特征参数，岩石构造特征参数以及岩石孔隙裂缝特征参数，外部影响参数包括温度特征参数，围压特征参数，孔隙流体特征参数以及孔隙压力特征参数；步骤六、根据岩石力学参数采集的数据以及统计的岩体力学性质影响参数建立油气藏的物理模型；步骤七、获得所建立的物理模型的硬点文件，并采用Matlab读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值；步骤八、获取所述油气藏的岩石力学参数及岩体力学性质影响参数的关联关系；步骤九、采用岩石力学参数，岩石力学参数的各向异性强度，油气藏的岩石力学参数及岩体力学性质影响参数的关联关系，以及，岩体力学性质影响参数与各向异性强度的关联关系，进行油气藏岩体力学地下原位模型的恢复；步骤十、与物理模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，驱动仿真分析模块对不同的参数进行计算求解；岩石力学参数包括岩石弹性参数，所述岩石弹性参数包括杨氏模量、泊松比和Biot系数，所述Biot系数用于表征孔隙弹性参数；所述岩石力学参数的各向异性强度包括杨氏模量各向异性强度、泊松比各向异性强度和Biot系数各向异性强度；所述岩石力学参数的各向异性强度通过如下公式计算获得：...

【技术特征摘要】
1.一种动静态岩石力学参数矫正方法，其特征在于，所述动静态岩石力学参数矫正方法包括：步骤一、将符合试验标准的油气藏岩体试样固定在三轴试验机中，对所述岩体试样施加与所述岩体试样所处地层深度相对应的围压；步骤二、按照多个温度值由高到低的顺序，依次将高压腔内的温度降低到多个温度值下，按照预设加载速率对岩体试样加载轴压，得到岩体试样在各温度值下的力学参数；步骤三、从阵列声波测井的波形资料中提取纵波时差Δtc和横波时差Δts；步骤四、根据步骤三所得的纵波时差Δtc和横波时差Δts，结合阵列声波测井资料中的密度ρ，计算动态杨氏模量Ed和动态泊松比PRd；步骤五、统计所述油气藏岩体力学性质影响参数，包括内部影响参数和外部影响参数，内部影响参数包括岩石成分特征参数，岩石结构特征参数，岩石构造特征参数以及岩石孔隙裂缝特征参数，外部影响参数包括温度特征参数，围压特征参数，孔隙流体特征参数以及孔隙压力特征参数；步骤六、根据岩石力学参数采集的数据以及统计的岩体力学性质影响参数建立油气藏的物理模型；步骤七、获得所建立的物理模型的硬点文件，并采用Matlab读取硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值；步骤八、获取所述油气藏的岩石力学参数及岩体力学性质影响参数的关联关系；步骤九、采用岩石力学参数，岩石力学参数的各向异性强度，油气藏的岩石力学参数及岩体力学性质影响参数的关联关系，以及，岩体力学性质影响参数与各向异性强度的关联关系，进行油气藏岩体力学地下原位模型的恢复；步骤十、与物理模型中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，驱动仿真分析模块对不同的参数进行计算求解；岩石力学参数包括岩石弹性参数，所述岩石弹性参数包括杨氏模量、泊松比和Biot系数，所述Biot系数用于表征孔隙弹性参数；所述岩石力学参数的各向异性强度包括杨氏模量各向异性强度、泊松比各向异性强度和Biot系数各向异性强度；所述岩石力学参数的各向异性强度通过如下公式计算获得：其中，Ek为杨氏模量各向异性强度；Eh为水平方向杨氏模量；Ev为垂直方向杨氏模量；μk为泊松比各向异性强度；μh为水平方向泊松比；μv为垂直方向泊松比；所述动静态岩石力学参数矫正方法的动静态岩石力学参数矫正装置，包括单片机控制器和岩石动静态参数采集器，所述单片机控制器分别与岩石动静态参数采集器、数据处理器、RAM存储器、ROM存储器和无线射频收发器电性连接；所述单片机控制器的输出端与模拟器的输入端电性连接；所述岩石动静态参数采集器与岩石参数采集器电性连接；所述岩石动静态参数采集器的输入端分别与应力传感器、温度传感器、孔隙压力传感器和流体饱和度传感器的输出端电性连接；所述无线射频收发器通过GPRS网络与外部设备连接；所述岩石参数采集器的输入端分别与岩石成分分析器、岩石结构分析器、岩石构造分析器和岩石孔隙度分析器的输出端电性连接；所述单片机控制器的输入端与供电电源的输出端电性连接。2.如权利要求1所述的动静态岩石力学参数矫正方法，其特征在于，所述无线射频收发器设置有无线通信极限容量计算模块，所述无线通信极限容量计算的计算方法包括：利用Laguerre多项式计算得到：其中，m＝min(Nt,Nr)；n＝max(Nt,Nr)；为次数为k的Laguerre多项式：令λ＝n/m，推导出如下归一化后的信道容量表示式；其中，在快速瑞利衰落的情况下，令m＝n＝Nt＝Nr，则v1＝0，v2＝4；渐进信道容量为：利用不等式：log2(1+x)≥log2(x)(式6)式(5)简化为：式(5)表明，随着收发天线数目的增加，极限信道的容量会随之线性地增加。3.如权利要求1所述的动静态岩石力学参数矫正方法，其特征在于，所述岩石动静态参数采集器设置有多个无线网络传感器，多个无线网络传感器组成无线网络传感器网络；所述无线网络传感器网络覆盖的分布式方法在指定的时间内，通过比较工作节点的最大有效覆盖时间和剩余能量来安排工作节点的最优探测活动时间，从而使得总的有效覆盖时间最大；数学模型如下：ST:0≤si.start≤l,i∈Nsi.end-si.start＝bi,i∈N其中C为总的有效覆盖时间，l是每一轮的时间，bi是节点si在每一轮中的工作时间。4.如权利要求1所述的动静态岩石力学参数矫正方法，其特征在于，所述数据处理器设置有数据聚合模块，所述数据聚合模块的数据聚合方法具体包括：步骤一、部署无线传感器节点：在面积为S＝W×L的检测区域内，将无线传感器节点部署在检测区域，基站部署在检测区域外，基站用于接收和处理整个无线传感网络收集到的数据信息；步骤二、选择簇头：将整个检测区域按网格进行均匀划分，使每个网格的大小形状相同，在每个网格中选择位置距离网格中心最近的传感器节点作为簇头...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相臣，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51