[發(fā)明專利]一種基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化的頁巖脆性評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911087573.1
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110726608B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉彧軒;謝宗財(cái);郭建春;陳遲
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N33/24;E21B49/00
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

1.一種基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化的頁巖脆性評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化，建立頁巖脆性評價模型，所述頁巖脆性評價模型為：

式中：

B_i為脆性評價指標(biāo)，無量綱；

B_i1為基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化的能量指數(shù)，無量綱；

B_i2為考慮峰后跌落應(yīng)力及峰后跌落應(yīng)變大小的峰后脆性指標(biāo)，無量綱；

E為楊氏彈性模量，MPa；

M為峰后彈性模量，MPa；

M＝dσ/dε (2)

式中：

d為微分符號；

σ為應(yīng)力，MPa；

ε為應(yīng)變，無量綱；

根據(jù)所述頁巖脆性評價模型，評價頁巖的脆性；所述頁巖脆性評價模型計(jì)算得到的脆性評價指標(biāo)越大，巖樣越偏向于劈裂破壞，脆性越大。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化的頁巖脆性評價方法，其特征在于，所述能量指數(shù)的計(jì)算方法為：

式中：

dw_r為峰值后的破裂能，MPa；

dw_e為巖石破壞過程中被消耗的彈性能，MPa。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化的頁巖脆性評價方法，其特征在于，所述彈性能的計(jì)算方法為：

式中：

σ_B為峰值應(yīng)力，MPa；

σ_C為殘余應(yīng)力，MPa。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化的頁巖脆性評價方法，其特征在于，對于I類巖石，所述破裂能為所述彈性能與附加能之和，所述附加能為峰后破壞過程中的彈性能不足以產(chǎn)生破壞而需要的額外能量；而對于II類巖石，所述破裂能為所述彈性能與釋放能之差，所述釋放能為峰后破壞過程中釋放的多余能量；所述附加能或所述釋放能的計(jì)算表達(dá)式如下：

因M＝dσ/dε，故I類巖石中M＜0、dw_a＜0，故II類巖石中M＞0、dw_a＞0，因此所述破裂能的計(jì)算式為：

式(5)、式(6)中：dw_a為附加能或釋放能，MPa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線能量演化的頁巖脆性評價方法，其特征在于，所述峰后脆性指標(biāo)的計(jì)算方法為：

式中：

ε_C為殘余應(yīng)變，無量綱；

ε_B為峰值應(yīng)變，無量綱。