[發明專利]基于礦物含量和分布的巖石脆性分析方法、系統及設備

有效

• 申請號: 202110469932.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN112986247B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張旺;付博燁;汪文洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種基于礦物含量和分布的巖石脆性分析方法，其特征在于，該方法包括：

步驟S10，進行待分析巖石圖像的數字化處理，并進行數字化處理后的二維數組的自相關分析，獲得自相關相關系數變化曲線；

步驟S20，將所述自相關相關系數變化曲線的縱坐標值下降為1/e時的橫坐標值作為待分析巖石的自相關長度；

步驟S30，根據所述待分析巖石的自相關長度，待分析巖石中礦物以及彈性模量的分布特征，構建描述礦物分布的自相關函數：

其中，為待分析巖石的自相關長度；為數據點與巖芯切片中心的相對距離，分別為數據點的橫坐標值和縱坐標值；

步驟S40，根據所述自相關函數進行所述待分析巖石的巖石樣品重構，獲得待分析巖石的密度及彈性模量分布：

其中，為數據點的密度，為待分析巖石的背景密度；為數據點的體積模量，為體積模量背景值；為數據點的剪切模量，為剪切模量背景值；分別為數據點的橫坐標值和縱坐標值；為巖石非均質性產生的密度擾動，為巖石非均質性產生的體積模量擾動，為巖石非均質性產生的剪切模量擾動；代表求平均值操作；

步驟S50，根據所述待分析巖石的密度及彈性模量分布進行重構的巖石樣品的網格剖分，獲得待分析巖石的不同尺度剖分的脆性指數分布。

2.根據權利要求1所述的基于礦物含量和分布的巖石脆性分析方法，其特征在于，所述剪切模量背景值和所述體積模量背景值通過新型孔隙聲彈性公式計算獲得，其計算方法為：

其中，和分別為通過巖石物理實驗測量得到的待分析巖石的縱波速度和橫波速度。

3.根據權利要求1所述的基于礦物含量和分布的巖石脆性分析方法，其特征在于，通過擾動的方差和協方差確定擾動量，所述擾動量包括巖石非均質性產生的密度擾動，巖石非均質性產生的體積模量擾動，以及巖石非均質性產生的剪切模量擾動，所述擾動量的方差和協方差的關系為：

其中，為擾動的協方差，為擾動的方差，為描述礦物分布的自相關函數。

4.根據權利要求1所述的基于礦物含量和分布的巖石脆性分析方法，其特征在于，步驟S50中每一個剖分網格，其脆性指數計算方法為：

其中，、、和分別代表每一個剖分網格的四個節點中的最大楊氏模量、最小楊氏模量、平均楊氏模量和該網格楊氏模量值的相對差異，、、和分別代表每一個剖分網格的四個節點中的最大泊松比、最小泊松比、平均泊松比和該網格泊松比的相對差異，代表該節點的脆性指數。

5.根據權利要求4所述的基于礦物含量和分布的巖石脆性分析方法，其特征在于，步驟S50中每一個剖分網格，其平均楊氏模量和平均泊松比的計算方法為：

其中，、、和分別為剖分網格的四個節點、、和的楊氏模量，、、和分別為剖分網格的四個節點、、和的泊松比。