[发明专利]砾岩力学性质评价分析方法及系统

说明书

本发明提供一种砾岩力学性质评价分析方法及系统，包括：对获取的砾岩样品进行X‑ray CT扫描，获得三维数字岩心数据体，对其进行空间结构重构，获得砾石颗粒和基质空间信息；根据砾石颗粒和基质空间信息对砾岩样品进行分离，获得砾石颗粒和基质；对砾石颗粒和基质的力学性质进行布氏硬度测试，获得砾石颗粒和基质的宏观力学参数；根据砾石颗粒和基质的宏观力学参数，利用离散元数值方法分析砾石颗粒和基质的细观力学参数；根据砾石颗粒和基质的细观力学参数，建立用于分析砾石颗粒和基质细观力学性质的离散元数值模拟模型。该方案可以很好地对岩心或地层的真实砾岩分布进行准确建模，其结果满足实际要求。

技术领域

本发明涉及岩土力学技术领域，特别涉及一种砾岩力学性质评价分析方法及系统。

背景技术

砾岩是一种广泛存在的岩石材料。工程中，水坝修建、地下巷道施工、油气储层开发等工况下都有砾岩出现。砾岩中，砾石颗粒的粒径都在2毫米以上。砾石颗粒间的基质为岩屑、黏土矿物等，它们呈现一种砾石颗粒镶嵌于基质上的空间结构。一方面，这种空间结构造成砾岩本身具有强烈的不均质性和不连续性，因而致使常规的实验方法对砾岩进行岩石力学性质评价时，限于实验试件尺寸和选样代表性的问题，无法给出合理的砾岩真实力学性质，更无法满足工程中对数据精度的要求。另一方面，由于砾石颗粒具有多样性，且分布无法直观描述，给准确建立刻画砾岩力学性质的力学模型带来困难。因此，一般的数值模拟方法无法对岩心或地层的真实砾岩分布进行准确建模，其结果同样无法满足实际要求。

发明内容

本发明实施例提供了一种砾岩力学性质评价分析方法及系统，可以很好地对岩心或地层的真实砾岩分布进行准确建模，其结果满足实际要求。

本发明实施例提供了一种砾岩力学性质评价分析方法，该方法包括：

对获取的砾岩样品进行X-ray CT扫描，获得三维数字岩心数据体；

对所述三维数字岩心数据体进行空间结构重构，获得砾石颗粒空间信息和基质空间信息；

根据所述砾石颗粒空间信息和基质空间信息，对所述砾岩样品进行分离，获得砾石颗粒和基质；

对所述砾石颗粒和基质的力学性质进行布氏硬度测试，获得砾石颗粒的宏观力学参数和基质的宏观力学参数；

根据砾石颗粒的宏观力学参数和基质的宏观力学参数，利用离散元数值方法分析砾石颗粒的细观力学参数和基质的细观力学参数；

根据砾石颗粒的细观力学参数和基质的细观力学参数，建立用于分析砾石颗粒和基质细观力学性质的离散元数值模拟模型。

本发明实施例还提供了一种砾岩力学性质评价分析系统，该系统包括：

X-ray CT扫描装置用于：对获取的砾岩样品进行X-ray CT扫描，获得三维数字岩心数据体；

数据处理装置用于：

对所述三维数字岩心数据体进行空间结构重构，获得砾石颗粒空间信息和基质空间信息；

样品分离装置，用于根据所述砾石颗粒空间信息和基质空间信息，对所述砾岩样品进行分离，获得砾石颗粒和基质；

数据处理装置还用于：

对所述砾石颗粒和基质的力学性质进行布氏硬度测试，获得砾石颗粒的宏观力学参数和基质的宏观力学参数；

根据砾石颗粒的宏观力学参数和基质的宏观力学参数，利用离散元数值方法分析砾石颗粒的细观力学参数和基质的细观力学参数；

根据砾石颗粒的细观力学参数和基质的细观力学参数，建立用于分析砾石颗粒和基质细观力学性质的离散元数值模拟模型。