[發明專利]巖石力學層劃分方法、系統、電子設備及介質

在審

• 申請號: 202310464991.8
• 申請日: 2023-04-27
• 公開（公告）號: CN116595724A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 王升;付曉飛;王開越;康云;王海學;李賢麗
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F18/20;G01V9/00;G06F119/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種巖石力學層劃分方法，其特征在于，包括：

設置巖石樣品三軸壓縮試驗的加載圍壓，進行力學變形試驗，得到試驗結果；所述試驗結果包括應力-應變曲線和裂縫發育模式；

根據所述應力-應變曲線，確定力學層劃分指標；所述力學層劃分指標為圍壓與楊氏模量比值；所述楊氏模量是根據所述應力應變曲線確定的；

根據所述力學層劃分指標，確定所述巖石樣品的裂縫模式，并劃分力學層界面；所述裂縫模式為第一共軛縫、第一剪切縫、第二共軛縫或第二剪切縫；所述力學層界面為每種裂縫模式對應的力學層劃分指標范圍的臨界值；

根據所述應力-應變曲線，構建巖石樣品破裂后能量釋放與裂縫形成的耦合因子；所述耦合因子是根據所述應力-應變曲線的力學參數確定的；所述力學參數包括巖石樣品的楊氏模量、峰值強度、殘余強度、峰值應變和殘余應變；

根據所述耦合因子，確定所述巖石樣品的裂縫強度；

根據所述力學層界面、所述裂縫強度和所述裂縫模式，確定致密儲層壓裂施工段。

2.根據權利要求1所述的巖石力學層劃分方法，其特征在于，根據所述應力-應變曲線，構建巖石樣品破裂后能量釋放與裂縫形成的耦合因子，具體包括：

基于所述應力-應變曲線，確定所述楊氏模量；

根據所述峰值強度、所述殘余強度、所述峰值應變和所述殘余應變，確定峰值后的平均軟化模量；

根據所述楊氏模量和所述峰值后的平均軟化模量，確定巖石樣品破裂后能量釋放與裂縫形成的耦合因子。

3.根據權利要求2所述的巖石力學層劃分方法，其特征在于，基于所述應力-應變曲線，確定所述楊氏模量，具體包括：

根據所述應力-應變曲線的應力值和與所述應力值對應的應變值，確定所述巖石樣品的楊氏模量。

4.根據權利要求2所述的巖石力學層劃分方法，其特征在于，根據所述峰值強度、所述殘余強度、所述峰值應變和所述殘余應變，確定峰值后的平均軟化模量，具體包括：

利用公式確定峰值后的平均軟化模量；其中，σ_c為峰值強度；σ_B為殘余強度；ε_C為峰值應變；ε_B為殘余應變。

5.根據權利要求2所述的巖石力學層劃分方法，其特征在于，根據所述楊氏模量和所述峰值后的平均軟化模量，確定巖石樣品破裂后能量釋放與裂縫形成的耦合因子，具體包括：

利用公式確定巖石樣品破裂后能量釋放與裂縫形成的耦合因子；其中，M為峰值后的平均軟化模量；E為楊氏模量。

6.根據權利要求1所述的巖石力學層劃分方法，其特征在于，根據所述耦合因子，確定所述巖石樣品的裂縫強度，具體包括：

判斷所述耦合因子是否小于第一強度閾值；

若是，則確定所述巖石樣品為一級裂縫強度；

若否，則判斷所述耦合因子是否小于第二強度閾值；所述第二強度閾值大于所述第一強度閾值；

若是，則確定所述巖石樣品為二級裂縫強度；

若否，則確定所述巖石樣品為三級裂縫強度。

7.根據權利要求1所述的巖石力學層劃分方法，其特征在于，根據所述力學層劃分指標，確定所述巖石樣品的裂縫模式，具體包括：

判斷所述巖石力學層劃分指標是否小于第一閾值；

若是，則結合所述裂縫發育模式確定所述巖石樣品的巖石力學層裂縫模式為第一剪切縫；

若否，則判斷所述巖石力學層劃分指標是否小于第二閾值；所述第二閾值大于所述第一閾值；

若是，則結合所述裂縫發育模式確定所述巖石樣品的巖石力學層裂縫模式為第一共軛縫；

若否，則判斷所述巖石力學層劃分指標是否小于等于第三閾值；所述第三閾值大于所述第二閾值；

若是，則結合所述裂縫發育模式確定所述巖石樣品的巖石力學層裂縫模式為第二剪切縫；

若否，則結合所述裂縫發育模式確定所述巖石樣品的巖石力學層裂縫模式為第二共軛縫。