砾岩强度确定方法及装置制造方法及图纸

本申请提供的砾岩强度确定方法及装置，通过获取岩芯样本的物理参数和力学参数，并基于该物理参数和力学参数生成该岩芯样本的数值模型。基于该数值模型对不同直径尺寸的虚拟岩芯样本进行模拟抗压强度试验，获得相应的抗压强度。并通过预设算法对虚拟岩芯样本的直径以及抗压强度进行拟合获得反映岩芯直径与抗压强度关系的拟合函数，并通过该拟合函数对测试岩芯的抗压强度进行计算。如此，使得获取砾岩抗压强度不受限于岩芯尺寸的影响。

Conglomerate Strength Determination Method and Device

【技术实现步骤摘要】
砾岩强度确定方法及装置
本申请涉及地质领域，具体而言，涉及一种砾岩强度确定方法及装置。
技术介绍
砾岩储层岩石强度是砾岩油气资源评价、油藏模拟以及油气井工程设计的重要基础资料，但由于砾岩中砾石的发育特征差异，导致其力学特性呈现显著的非均质性与离散性，使得试验数量、平均值和取舍方法都具有很大的随意性，这给砾岩储层安全钻井与有效压裂改造带来巨大的困难。因此，如何将实验室物理试验所获取的离散强度数据应用于工程实际中，值得深入研究。常规获取砾岩强度的方法是对砾岩储层进行取芯，然后对获得的岩芯样本进行单轴压缩试验，获取砾岩的单轴抗压强度，但是由于取芯钻头尺寸所限，实验室进行物理试验所采取岩芯样本的最大直径尺寸为100mm。研究表明，即使对于均质性较好的砂岩，其岩石强度具有尺寸效应，因此通过岩芯的方式获取砾岩的抗压强度具有一定的局限性。
技术实现思路
为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请的目的之一在于提供一种砾岩强度确定方法，应用于数据处理设备，所述方法的步骤包括：获取岩芯样本实体的物理参数和力学参数，所述物理参数包括所述岩芯样本实体砾石含量和砾石粒径分布，所述力学参数包括砾石与基质的压入硬度比、砾石与基质的压入模量比、单轴抗压强度以及弹性模量；根据所述物理参数和力学参数生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型；通过所述数值模型模拟抗压强度测试获得该数值模型对应虚拟岩芯样本的抗压强度；通过预设算法对所述虚拟岩芯样本的直径以及该虚拟岩芯样本的抗压强度进行拟合，获得反映岩芯直径与抗压强度关系的拟合函数；获得待测试岩芯的直径，通过所述拟合函数获得该待测试岩芯的抗压强度。可选地，所述获取岩芯样本实体的物理参数和力学参数之前包括步骤：获取所述岩芯样本实体点载荷试验的试验数据，所述试验数据包括多个测试点压头的加载位移以及该加载位移对应的加载载荷；根据所述加载位移以及该加载位移对应的加载载荷获得所述砾石与基质的压入硬度比以及砾石与基质的压入模量比。可选地，所述岩芯的长度与直径之间的比值为预设值。可选地，所述单轴抗压强度以及弹性模量通过所述岩芯样本实体的单轴压缩试验获得。可选地，所述根据所述物理参数和力学参数生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型的步骤包括：根据所述砾石含量以及所述砾石粒径分布，生成所述样本实体的岩芯模型；对所述岩芯模型中基质与岩芯的抗压强度以及弹性模量进行初始化，使得所述岩芯模型中砾石与基质的抗压强度比满足所述压入硬度比，所述岩芯模型中砾石与基质弹性模量比满足所述压入模量比；将初始化后的岩芯模型进行单轴压缩的模拟试验，调节所述岩芯模型中砾石和基质的胶结强度，使得所述岩芯模型单轴压缩模拟试验获得的抗压强度等于所述单轴抗压强度，进而获得所述岩芯样本实体的数值模型；通过所述岩芯样本实体的数值模型生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型。可选地，所述预设算法为非线性最小二乘法。本申请实施例的另一目的在于提供一种砾岩强度确定装置，应用于数据处理设备，所述砾岩强度确定装置包括参数获取模块、模型生成模块、试验模拟模块、函数拟合模块和抗压计算模块；所述参数获取模块用于获取岩芯样本实体的物理参数和力学参数，所述物理参数包括所述岩芯样本实体砾石含量和砾石粒径分布，所述力学参数包括砾石与基质的压入硬度比、砾石与基质的压入模量比、单轴抗压强度以及弹性模量；所述模型生成模块用于根据所述物理参数和力学参数生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型；所述试验模拟模块用于通过所述数值模型模拟抗压强度测试获得该数值模型对应虚拟岩芯样本的抗压强度；所述函数拟合模块用于通过预设算法对所述虚拟岩芯样本的直径以及该虚拟岩芯样本的抗压强度进行拟合，获得反映岩芯直径与抗压强度关系的拟合函数；所述抗压计算模块用于获得待测试岩芯，通过所述拟合函数获得该待测试岩芯的抗压强度。可选地，所述砾岩强度确定装置还包括比值计算模块，在所述获取岩芯样本实体的物理参数和力学参数之前：所述参数获取模块还用于获取所述岩芯样本实体点载荷试验的试验数据，所述试验数据包括多个测试点压头的加载位移以及该加载位移对应的加载载荷；所述比值计算模块用于根据所述加载位移以及该加载位移对应的加载载荷获得所述砾石与基质的压入硬度比以及砾石与基质的压入模量比。可选地，所述模型生成模块通过以下方法生成所述岩芯样本对应的数值模型：根据所述砾石含量以及所述砾石粒径分布，生成所述样本实体的岩芯模型；对所述岩芯模型中基质与岩芯的抗压强度以及弹性模量进行初始化，使得所述岩芯模型中砾石与基质的抗压强度比满足所述压入硬度比，所述岩芯模型中砾石与基质弹性模量比满足所述压入模量比；将初始化后的岩芯模型进行单轴压缩的模拟试验，调节所述岩芯模型中砾石和基质的胶结强度，使得所述数值模型单轴压缩模拟试验获得的抗压强度等于所述单轴压缩样本实体的单轴抗压强度，进而获得所述岩芯样本实体的数值模型；通过所述岩芯样本实体的数值模型生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型。可选地，所述预设算法为非线性最小二乘法。相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：本申请实施例提供的砾岩强度确定方法及装置，通过获取岩芯样本的物理参数和力学参数，并基于该物理参数和力学参数生成该岩芯样本的数值模型。基于该数值模型对不同直径尺寸的虚拟岩芯样本进行模拟抗压强度试验，获得相应的抗压强度。并通过预设算法对虚拟岩芯样本的直径以及抗压强度进行拟合获得反映岩芯直径与抗压强度关系的拟合函数，并通过该拟合函数对测试岩芯的抗压强度进行计算。如此，使得获取砾岩抗压强度不受限于岩芯尺寸的影响。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本申请实施例提供的数据处理设备的硬件结构图；图2为本申请实施例提供的砾岩强度确定方法的步骤流程图；图3为本申请实施例提供的岩芯样本实体的结构示意图；图4为本申请实施例提供的拟合函数曲线图；图5为本申请实施例提供的砾岩强度确定装置的结构图之一；图6为本申请实施例提供的砾岩强度确定装置的结构图之二。图标：100-数据处理设备；130-处理器；110-砾岩强度确定装置；120-存储器；502-砾石；503-基质；501-岩芯样本实体；1101-参数获取模块；1102-模型生成模块；1103-试验模拟模块；1104-函数拟合模块；1105-抗压计算模块；1106-比值计算模块。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砾岩强度确定方法，其特征在于，应用于数据处理设备，所述方法的步骤包括：获取岩芯样本实体的物理参数和力学参数，所述物理参数包括所述岩芯样本实体砾石含量和砾石粒径分布，所述力学参数包括砾石与基质的压入硬度比、砾石与基质的压入模量比、单轴抗压强度以及弹性模量；根据所述物理参数和力学参数生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型；通过所述数值模型模拟抗压强度测试获得该数值模型对应虚拟岩芯样本的抗压强度；通过预设算法对所述虚拟岩芯样本的直径以及该虚拟岩芯样本的抗压强度进行拟合，获得反映岩芯直径与抗压强度关系的拟合函数；获得待测试岩芯的直径，通过所述拟合函数获得该待测试岩芯的抗压强度。

【技术特征摘要】
1.一种砾岩强度确定方法，其特征在于，应用于数据处理设备，所述方法的步骤包括：获取岩芯样本实体的物理参数和力学参数，所述物理参数包括所述岩芯样本实体砾石含量和砾石粒径分布，所述力学参数包括砾石与基质的压入硬度比、砾石与基质的压入模量比、单轴抗压强度以及弹性模量；根据所述物理参数和力学参数生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型；通过所述数值模型模拟抗压强度测试获得该数值模型对应虚拟岩芯样本的抗压强度；通过预设算法对所述虚拟岩芯样本的直径以及该虚拟岩芯样本的抗压强度进行拟合，获得反映岩芯直径与抗压强度关系的拟合函数；获得待测试岩芯的直径，通过所述拟合函数获得该待测试岩芯的抗压强度。2.根据权利要求1所述的砾岩强度确定方法，其特征在于，所述获取岩芯样本实体的物理参数和力学参数之前包括步骤：获取所述岩芯样本实体点载荷试验的试验数据，所述试验数据包括多个测试点压头的加载位移以及该加载位移对应的加载载荷；根据所述加载位移以及该加载位移对应的加载载荷获得所述砾石与基质的压入硬度比以及砾石与基质的压入模量比。3.根据权利要求2所述的砾岩强度确定方法，其特征在于，所述岩芯的长度与直径之间的比值为预设值。4.根据权利要求1所述的砾岩强度确定方法，其特征在于，所述单轴抗压强度以及弹性模量通过所述岩芯样本实体的单轴压缩试验获得。5.根据权利要求1所述的砾岩强度确定方法，其特征在于，所述根据所述物理参数和力学参数生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型的步骤包括：根据所述砾石含量以及所述砾石粒径分布，生成所述岩芯样本实体的岩芯模型；对所述岩芯模型中基质与岩芯的抗压强度以及弹性模量进行初始化，使得所述岩芯模型中砾石与基质的抗压强度比满足所述压入硬度比，所述岩芯模型中砾石与基质弹性模量比满足所述压入模量比；将初始化后的岩芯模型进行单轴压缩的模拟试验，调节所述岩芯模型中砾石和基质的胶结强度，使得所述岩芯模型单轴压缩模拟试验获得的抗压强度等于所述单轴抗压强度，进而获得所述岩芯样本实体的数值模型；通过所述岩芯样本实体的数值模型生成多个不同直径的虚拟岩芯样本对应的数值模型。6.权利要求1所述的砾岩强度确定方法，其特征在于，所述预设算法为非线性最小二乘法。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁利喜，张文，刘向君，熊健，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51