[发明专利]一种基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法

说明书

本发明公开了一种基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法，涉及油气资源开发领域。本发明包括如下步骤：获取待评价矿场煤岩割理发育信息，并测得结构复杂程度，将割理密度与其结构复杂程度进行相关性分析，将面割理数量与其结构复杂程度进行相关性分析，得出两种分析方式下的煤岩结构复杂度评价模型；分别将两种分析方式下的煤岩岩样的岩石力学参数与其结构复杂程度的相关性分析，得到的岩石力学参数评价模型进行整合优选，得到基于结构复杂度的岩石力学参数评价模型，然后进行评价。本发明以分形分维所表征的煤岩结构复杂度为切入点，得到了通过少量标准样品来获取大量煤岩岩石力学参数的评价方法。

技术领域

本发明涉及油气资源开发领域，具体为一种基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法。

背景技术

岩石力学参数是贯穿整个油气资源开发过程的基础参数，获取岩石力学参数一般有室内实验获取及矿场获取两种途径。室内力学试验是获取岩石强度最有效的方法之一，但是其局限性主要在于室内力学实验不能很好地模拟井下高温高压条件，同时，室内试验往往需要大量井下岩样，对于煤储层而言井下大段取样十分困难，从而难以大量室内物理实验以获取煤岩的岩石力学参数。再者，对于结构破碎的煤岩很难制备标准岩样，即使制样成功的岩样开展室内力学实验的成功率也比较低。因此，有必要寻找只需要少量标准岩样而获取大量岩石力学参数的方法。据现有文献报道，分形分维常常被用于描述复杂事物的复杂性，在石油工业领域，分形分维常常被用于评价岩石的非均质性，常常被用于研究毛管压力曲线的变化，进而用于研究流动单元等方面，且应用成果较多。煤岩割理发育，结构复杂，且复杂的结构对煤岩的岩石力学参数影响较大，目前已有的技术并不能准确的来对此做评价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法，本发明旨在以分形分维所表征的煤岩结构复杂度为切入点，得到了通过少量标准样品来获取大量煤岩岩石力学参数的评价方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法，其特征在于，其包括如下步骤：

a、对待评价矿场，按照物理实验室要求获取大量煤岩岩样，并收集包括割理密度、割理数量和割理角度的割理发育信息，并测得煤岩岩样的结构复杂程度；

b、根据步骤a中煤岩岩样的割理发育情况，将其煤岩岩样的割理密度与其结构复杂程度进行相关性分析，将其煤岩岩样的割理数量与其结构复杂程度进行相关性分析；分别获取煤岩岩样基于割理密度分析和割理数量分析两种方式下的结构复杂度的评价模型；

c、将待评价矿场中的煤岩岩样割理进行识别并分别对割理和基质部分进行岩石力学参数赋值，通过数值模拟方式获取煤岩岩石力学参数；将基于割理密度分析和割理数量分析两种方式下的结构复杂度分别与其岩石力学参数进行相关性分析；将两种分析方式下的相关性分析进行整合优选，得到基于结构复杂度的煤岩岩石力学参数评价模型，然后可对煤岩岩石力学参数进行评价。

进一步的技术方案在于，所述岩样的割理发育信息包括面割理角度、面割理密度、面割理数量、端割理角度、端割理密度、端割理数量。

进一步的技术方案在于，所述岩石力学参数包括单轴抗压强度、弹性模量及泊松比三个岩石力学参数。

进一步的技术方案在于，基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法，其具体步骤为：

a、对待评价矿场，按照物理实验室要求获取大量煤岩岩样，并收集包括割理密度、割理数量和角度的割理发育信息，制备并筛选岩样；

b、根据步骤a中岩样的割理发育情况，参照室内物理实验要求对岩样进行数据测试，并对应真实岩样建立数值模型，编程计算数值模型的结构复杂度FD,即，岩样的结构复杂度为FD，将岩样的割理密度与其结构复杂程度进行相关性分析，构建改变割理密度分析方式下的煤岩结构复杂度评价模型，模型如下公式：

FD＝f₀(ρ) (1)