一种岩石脆性指数的确定方法及装置制造方法及图纸

技术编号:24405866 阅读:37 留言:0更新日期:2020-06-06 07:06
本发明专利技术公开了一种岩石脆性指数的确定方法及装置,通过获得岩石试件的应力应变曲线,根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰前积累能量,根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件在到达残余强度时储存的弹性能,根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰后释放能量,根据确定的所述峰前积累能量、所述弹性能和所述峰后释放能量,确定所述岩石试件的脆性指数,在量化岩石试件的脆性指数的过程中更有效和更大化的利用了岩石试件的应力应变曲线中的信息,提高了对岩石试件的脆性指数的量化的准确性,从而可以更为准确对岩石的脆性大小进行评价。

A method and device for determining the brittleness index of rock

【技术实现步骤摘要】
一种岩石脆性指数的确定方法及装置
本专利技术涉及岩石力学领域,尤其涉及一种岩石脆性指数的确定方法及装置。
技术介绍
煤层气是一种储存在煤层的煤岩中的重要油气资源,煤岩具有良好的可压裂性可以提高对煤层气的开采效率。而煤岩的脆性是评价煤岩是否具有良好可压裂性的关键参数。因此,技术人员会在开采之前对煤岩的脆性进行评价。目前,技术人员可以先行获得煤岩的应力应变曲线,在应力应变曲线中,分别对峰前曲线(煤岩出现破坏前的曲线)和峰后曲线(煤岩出现破坏后的曲线)进行简化处理以获得对应的两条直线,之后获得两条直线的斜率,即杨氏模量和软化模量,再将软化模量除以杨氏模量得到的值作为煤岩的脆性指数。之后,技术人员可以根据煤岩的脆性指数来对煤岩的脆性进行评价,其中,当该脆性指数大于规定的脆性指数阈值时,认为煤岩的脆性较大;当该脆性指数不大于该规定的脆性指数阈值时,认为煤岩的脆性较小。但是,在峰前曲线和峰后曲线中,煤岩的应力和应变的变化过程均是较为复杂的。现有技术对其变化过程进行简化处理,而后根据斜率计算获得的脆性指数误差大,导致岩石的脆性评价不准确。...

【技术保护点】
1.一种岩石脆性指数的确定方法,其特征在于,包括:/n获得岩石试件的应力应变曲线;/n根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰前积累能量;/n根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件在到达残余强度时储存的弹性能;/n根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰后释放能量;/n根据确定的所述峰前积累能量、所述弹性能和所述峰后释放能量,确定所述岩石试件的脆性指数。/n

【技术特征摘要】
1.一种岩石脆性指数的确定方法,其特征在于,包括:
获得岩石试件的应力应变曲线;
根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰前积累能量;
根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件在到达残余强度时储存的弹性能;
根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰后释放能量;
根据确定的所述峰前积累能量、所述弹性能和所述峰后释放能量,确定所述岩石试件的脆性指数。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰前积累能量,包括:
根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件在峰前曲线中的多个点,获得所述峰前曲线中的多个点中各点的横坐标和纵坐标,其中,横坐标为应变值,纵坐标为应力值;
将确定的所述峰前曲线中的多个点中各点的横坐标和纵坐标输入第一计算公式:



中,获得所述岩石试件的峰前积累能量;式中:Wpre为峰前积累能量,σ为应力,ε为应变,εA为峰值应变。


3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件在到达残余强度时储存的弹性能,包括:
根据所述应力应变曲线,获得所述岩石试件在到达残余强度时的第一应力值,以及获得与所述残余强度对应的弹性模量;
将所述第一应力值和所述弹性模量输入第二计算公式:



中,获得所述岩石试件在到达残余强度时储存的弹性能;式中,Wr为所述弹性能,σB为所述岩石试件在到达残余强度时的第一应力值,EB为与所述残余强度对应的弹性模量。


4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件的峰后释放能量,包括:
根据所述应力应变曲线,确定所述岩石试件在峰后曲线中的的多个点,获得所述峰后曲线中的多个点中各点的横坐标和纵坐标,其中,横坐标为应变值,纵坐标为应力值,每个参数组合中均包括一个应变值和相应的一个应力值;
将确定的所述峰后曲线中的多个点中各点的横坐标和纵坐标输入第三计算公式:



中,获得所述岩石试件的峰后释放能量;式中,Wpost为峰后释放能量,σ为应力,ε为应变,εB为所述岩石试件在到达所述残余强度时的应变,εA为峰值应变。


5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据确定的所述峰前积累能量、所述弹性能和所述峰后释放能量,确定所述岩石试件的脆性指数,包括:
将确定的所述峰前积累能量、所述弹性能和所述峰后释放能量输入第四计算公式:
Bre=1-exp[-(Wpre...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔鹏薄海江张坤刘羽欣高海滨李忠城马新仿陈铭黄宁曼周睿
申请(专利权)人:中联煤层气有限责任公司中海油田服务股份有限公司中国石油大学北京
类型:发明
国别省市:北京;11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1