[發(fā)明專利]一種用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN114112651A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李夢剛;鮑洪志;張洪寶;楊順輝;張華衛(wèi);閆偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N29/44
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

1.一種用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)加工一系列人造巖心；

(2)獲得所有人造巖心的靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)、動態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)；

(3)利用步驟(2)獲得的所有人造巖心的靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)、動態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)進(jìn)行回歸擬合得到多個(gè)不同的函數(shù)及其相關(guān)系數(shù)；

(4)確定巖石動靜態(tài)彈性模量的轉(zhuǎn)換模型和巖石動靜態(tài)泊松比的轉(zhuǎn)換模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：所述步驟(1)的操作包括：

根據(jù)井中不同深度的巖石參數(shù)加工出一系列人造巖心；

每個(gè)巖心對應(yīng)該井中的一個(gè)深度段。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：所述步驟(2)的操作包括：

利用三軸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置依次對各個(gè)人造巖心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)、動態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：所述步驟(2)中獲得靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)的操作包括：

利用三軸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置對每個(gè)人造巖心進(jìn)行試驗(yàn)，得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線；

所述應(yīng)力-應(yīng)變曲線的直線段的斜率即為靜態(tài)彈性模量；

橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值即為靜態(tài)泊松比。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：所述步驟(2)中獲得動態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)的操作包括：

利用連接在三軸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置上的聲波探頭測得聲波在人造巖心內(nèi)傳播的縱波速度和橫波速度；

然后根據(jù)縱波速度和橫波速度，利用巖石動態(tài)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算公式計(jì)算得到動彈性模量、動泊松比；

所述巖石動態(tài)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算公式為：

式中，E_d為巖石的動態(tài)彈性模量，MPa；μ_d為巖石的動態(tài)泊松比；ρ為巖石的密度，g/cm³；v_P為巖石的縱波波速，km/s；v_S為巖石的橫波波速，km/s。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：所述步驟(3)的操作包括：

利用不同的函數(shù)分別對步驟(2)得到的動態(tài)彈性模量、靜態(tài)彈性模量進(jìn)行回歸擬合，得到巖石動靜態(tài)彈性模量的多個(gè)函數(shù)和每個(gè)函數(shù)的相關(guān)系數(shù)；

利用不同的函數(shù)分別對步驟(2)得到的動態(tài)泊松比、靜態(tài)泊松比進(jìn)行回歸擬合，得到巖石動靜態(tài)泊松比的多個(gè)函數(shù)和每個(gè)函數(shù)的相關(guān)系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于：所述步驟(4)的操作包括：

找到步驟(3)得到的巖石動靜態(tài)彈性模量的多個(gè)函數(shù)中相關(guān)系數(shù)最大的函數(shù)，將該函數(shù)作為巖石動靜態(tài)彈性模量的轉(zhuǎn)換模型；

找到步驟(3)得到的巖石動靜態(tài)泊松比的多個(gè)函數(shù)中相關(guān)系數(shù)最大的函數(shù)，將該函數(shù)作為巖石動靜態(tài)泊松比的轉(zhuǎn)換模型。

8.一種用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括：

人造巖心加工單元，用于加工一系列人造巖心；

參數(shù)獲取單元，與人造巖心加工單元連接，用于獲得所有人造巖心的靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)、動態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)；

函數(shù)獲取單元，與所述參數(shù)獲取單元連接，利用參數(shù)獲取單元獲得的所有人造巖心的靜態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)、動態(tài)巖石力學(xué)參數(shù)進(jìn)行回歸擬合得到多個(gè)不同的函數(shù)及其相關(guān)系數(shù)；

轉(zhuǎn)換模型獲取單元，與所述函數(shù)獲取單元連接，用于確定巖石動靜態(tài)彈性模量的轉(zhuǎn)換模型和巖石動靜態(tài)泊松比的轉(zhuǎn)換模型。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于人造巖心的巖石動靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述人造巖心加工單元根據(jù)井中不同深度的巖石參數(shù)加工出一系列人造巖心；每個(gè)巖心對應(yīng)該井中的一個(gè)深度段。