[發(fā)明專利]礫巖力學(xué)性質(zhì)評價(jià)分析方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910836600.4
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110473597B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廣清;燕宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06T17/00;G01N3/42;G01N23/046;G01N33/24
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 谷敬麗;許曼

本發(fā)明提供一種礫巖力學(xué)性質(zhì)評價(jià)分析方法及系統(tǒng)，包括：對獲取的礫巖樣品進(jìn)行X?ray CT掃描，獲得三維數(shù)字巖心數(shù)據(jù)體，對其進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)重構(gòu)，獲得礫石顆粒和基質(zhì)空間信息；根據(jù)礫石顆粒和基質(zhì)空間信息對礫巖樣品進(jìn)行分離，獲得礫石顆粒和基質(zhì)；對礫石顆粒和基質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行布氏硬度測試，獲得礫石顆粒和基質(zhì)的宏觀力學(xué)參數(shù)；根據(jù)礫石顆粒和基質(zhì)的宏觀力學(xué)參數(shù)，利用離散元數(shù)值方法分析礫石顆粒和基質(zhì)的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)；根據(jù)礫石顆粒和基質(zhì)的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)，建立用于分析礫石顆粒和基質(zhì)細(xì)觀力學(xué)性質(zhì)的離散元數(shù)值模擬模型。該方案可以很好地對巖心或地層的真實(shí)礫巖分布進(jìn)行準(zhǔn)確建模，其結(jié)果滿足實(shí)際要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種礫巖力學(xué)性質(zhì)評價(jià)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

礫巖是一種廣泛存在的巖石材料。工程中，水壩修建、地下巷道施工、油氣儲層開發(fā)等工況下都有礫巖出現(xiàn)。礫巖中，礫石顆粒的粒徑都在2毫米以上。礫石顆粒間的基質(zhì)為巖屑、黏土礦物等，它們呈現(xiàn)一種礫石顆粒鑲嵌于基質(zhì)上的空間結(jié)構(gòu)。一方面，這種空間結(jié)構(gòu)造成礫巖本身具有強(qiáng)烈的不均質(zhì)性和不連續(xù)性，因而致使常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法對礫巖進(jìn)行巖石力學(xué)性質(zhì)評價(jià)時，限于實(shí)驗(yàn)試件尺寸和選樣代表性的問題，無法給出合理的礫巖真實(shí)力學(xué)性質(zhì)，更無法滿足工程中對數(shù)據(jù)精度的要求。另一方面，由于礫石顆粒具有多樣性，且分布無法直觀描述，給準(zhǔn)確建立刻畫礫巖力學(xué)性質(zhì)的力學(xué)模型帶來困難。因此，一般的數(shù)值模擬方法無法對巖心或地層的真實(shí)礫巖分布進(jìn)行準(zhǔn)確建模，其結(jié)果同樣無法滿足實(shí)際要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種礫巖力學(xué)性質(zhì)評價(jià)分析方法及系統(tǒng)，可以很好地對巖心或地層的真實(shí)礫巖分布進(jìn)行準(zhǔn)確建模，其結(jié)果滿足實(shí)際要求。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種礫巖力學(xué)性質(zhì)評價(jià)分析方法，該方法包括：

對獲取的礫巖樣品進(jìn)行X-ray CT掃描，獲得三維數(shù)字巖心數(shù)據(jù)體；

對所述三維數(shù)字巖心數(shù)據(jù)體進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)重構(gòu)，獲得礫石顆粒空間信息和基質(zhì)空間信息；

根據(jù)所述礫石顆粒空間信息和基質(zhì)空間信息，對所述礫巖樣品進(jìn)行分離，獲得礫石顆粒和基質(zhì)；

對所述礫石顆粒和基質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行布氏硬度測試，獲得礫石顆粒的宏觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的宏觀力學(xué)參數(shù)；

根據(jù)礫石顆粒的宏觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的宏觀力學(xué)參數(shù)，利用離散元數(shù)值方法分析礫石顆粒的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)；

根據(jù)礫石顆粒的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)，建立用于分析礫石顆粒和基質(zhì)細(xì)觀力學(xué)性質(zhì)的離散元數(shù)值模擬模型。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種礫巖力學(xué)性質(zhì)評價(jià)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

X-ray CT掃描裝置用于：對獲取的礫巖樣品進(jìn)行X-ray CT掃描，獲得三維數(shù)字巖心數(shù)據(jù)體；

數(shù)據(jù)處理裝置用于：

對所述三維數(shù)字巖心數(shù)據(jù)體進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)重構(gòu)，獲得礫石顆粒空間信息和基質(zhì)空間信息；

樣品分離裝置，用于根據(jù)所述礫石顆粒空間信息和基質(zhì)空間信息，對所述礫巖樣品進(jìn)行分離，獲得礫石顆粒和基質(zhì)；

數(shù)據(jù)處理裝置還用于：

對所述礫石顆粒和基質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行布氏硬度測試，獲得礫石顆粒的宏觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的宏觀力學(xué)參數(shù)；

根據(jù)礫石顆粒的宏觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的宏觀力學(xué)參數(shù)，利用離散元數(shù)值方法分析礫石顆粒的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)；

根據(jù)礫石顆粒的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)和基質(zhì)的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)，建立用于分析礫石顆粒和基質(zhì)細(xì)觀力學(xué)性質(zhì)的離散元數(shù)值模擬模型。