[發明專利]一種獲取頁巖彈性模量的方法及裝置

在審

• 申請號: 201710153549.8
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107024494A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 賈寧洪;呂偉峰;劉慶杰;吳康云;馬德勝;楊勝建;王家祿;李彤;楊濟如;李丹勇
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N23/22
• 分類號: G01N23/22;G01N23/227
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,劉飛

1.一種獲取頁巖彈性模量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

獲取頁巖巖心的預設區域的成分分布圖，所述成分分布圖中包含所述預設區域內的孔隙所覆蓋的像素點，以及不同礦物質成分所覆蓋的像素點；

根據所述成分分布圖，確定所述成分分布圖中各個像素點的彈性模量；

根據所述成分分布圖中各個像素點的彈性模量和預設的彈性應變模型，獲得所述頁巖巖心的彈性模量。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取頁巖巖心的預設區域的成分分布圖，具體包括：

在利用掃描電子顯微鏡對所述頁巖巖心的預設區域進行成像時，獲取釋放的特征X射線；

根據所述特征X射線的光譜，確定所述預設區域內的成分分布，并得到成分分布圖。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述成分分布圖中各個像素點的彈性模量和預設的彈性應變模型，獲得所述頁巖巖心的彈性模量，具體包括：

在所述成分分布圖中選取預設大小的計算區域；

將所述計算區域內各個像素點的彈性模量代入所述預設的彈性應變模型中，并利用數值分析法求解所述預設的彈性應變模型，獲得所述計算區域的彈性模量；

根據所述計算區域的彈性模量，得到所述頁巖巖心的彈性模量。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述預設的彈性應變模型包括：

式中，表示第m個像素點的應力矢量；表示彈性模量矩陣；表示第m個像素點在應力作用下產生的應變矢量；表示第m個像素點在應力作用下產生的形變；E_m表示第m個像素點的楊氏模量；v_m表示第m個像素點的泊松比；E_n表示頁巖巖心計算區域的彈性勢能；V表示頁巖巖心的計算區域。

5.如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述數值分析法包括：有限元分析法。

6.一種獲取頁巖彈性模量的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

分布圖獲取模塊，用于獲取頁巖巖心的預設區域的成分分布圖，所述成分分布圖中包含所述預設區域內的孔隙所覆蓋的像素點，以及不同礦物質成分所覆蓋的像素點；

確定模塊，用于根據所述成分分布圖，確定所述成分分布圖中各個像素點的彈性模量；

彈性模量獲得模塊，用于根據所述成分分布圖中各個像素點的彈性模量和預設的彈性應變模型，獲得所述頁巖巖心的彈性模量。

7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述分布圖獲取模塊獲具體包括：

特征光譜獲取子模塊，用于在利用掃描電子顯微鏡對所述頁巖巖心的預設區域進行成像時，獲取釋放的特征X射線；

分布圖獲得子模塊，用于根據所述特征X射線的光譜，確定所述預設區域內的成分分布，并得到成分分布圖。

8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述彈性模量獲得模塊具體包括：

計算區域選取子模塊，用于在所述成分分布圖中選取預設大小的計算區域；

第一彈性模量獲取子模塊，用于將所述計算區域內各個像素點的彈性模量代入所述預設的彈性應變模型中，并利用數值分析法求解所述預設的彈性應變模型，獲得所述計算區域的彈性模量；

第二彈性模量獲取子模塊，用于根據所述計算區域的彈性模量，得到所述頁巖巖心的彈性模量。

9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述預設的彈性應變模型包括：

式中，表示第m個像素點的應力矢量；表示彈性模量矩陣；表示第m個像素點在應力作用下產生的應變矢量；表示第m個像素點在應力作用下產生的形變；E_m表示第m個像素點的楊氏模量；v_m表示第m個像素點的泊松比；E_n表示頁巖巖心計算區域的彈性勢能；V表示頁巖巖心的計算區域。

10.如權利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述數值分析法包括：有限元分析法。