[发明专利]一种基于人工合成双矿物岩石求取矿物弹性模量的方法

说明书

本发明提出了一种基于人工合成双矿物岩石求取矿物弹性模量的方法，该方法包括：制备第一矿物和第二矿物，其中第一矿物的弹性模量是已知的，第二矿物的弹性模量是待测的；将第一矿物和第二矿物混合在一起压制成型，制成人工合成双矿物岩石；通过测量人工合成双矿物岩石的纵横波速度和密度，求出第二矿物的弹性模量。采用本发明方法求取干酪根的弹性模量，经过测量计算得到干酪根的弹性模量，将结果与其它两种方法(冷压法和热压法)求得的干酪根模量进行对比，发现本方法求取干酪根的弹性模量与岩石物理手册中的数据最为接近，说明本发明在求取矿物弹性模量是具有较高的准确性。

技术领域

本发明涉及地震勘探岩石物理技术，是一种基于实验求取矿物弹性模量的方法，更具体地，涉及一种基于人工合成双矿物岩石求取矿物弹性模量的方法。

背景技术

随着岩石物理技术的发展和应用，其在油气勘探和开发中也起到极大的作用。在之前的应用中，岩石物理主要集中在纵横波速度，随着油气勘探的复杂化，岩石物理建模也不只需要速度，还需要弹性模量的数据，而野外采集的岩石绝大部分都是多矿物组成的岩石，为了精确的建模，必须知道每一种矿物的弹性模量，故而求取每一种矿物的弹性模量显得很重要。

一种较常用的方法是将单矿物加压(有时还需要加温)成型，测试其密度和速度就可以换算出该种矿物的弹性模量。但是，这种方法存在缺陷，其一是许多矿物质能难找到单晶固体；其二是该方法的理论基础是假设矿物本身的弹性模型与单晶体聚合之后的弹性模量一致，但这对于氧化物和硅酸盐等矿物是难以达到要求的。

Brace在1969年提出用间接的方法求取矿物质的压缩系数，他将两种压缩系数相近的矿物混合到一起压制成型，通过测量混合物和压缩系数和已知的另一种矿物的压缩系数便可计算出所求矿物的压缩系数，本发明主要是以该方法为基础，将其改进并引入地震勘探领域用以求取未知矿物的弹性模量。

发明内容

本发明是一种求取矿物弹性模量的方法，应用一种已知其弹性模量的矿物和所求矿物混合到一起并压制成型，通过测量人工岩石的纵横波速度和密度，结合已知矿物的弹性模量，便可以求出未知矿物的弹性模量。

根据本发明的一个发明，提供一种基于人工合成双矿物岩石求取矿物弹性模量的方法，该方法包括：

制备第一矿物和第二矿物，其中第一矿物的弹性模量是已知的，第二矿物的弹性模量是待测的；

将第一矿物和第二矿物混合在一起压制成型，制成人工合成双矿物岩石；

通过测量人工合成双矿物岩石的纵横波速度和密度，求出第二矿物的弹性模量。

进一步地，利用Voigt和Reuss公式，根据人工合成双矿物岩石中各矿物的体积含量和弹性模量来预测人工合成双矿物岩石的等效弹性模量的上下限。

具体地，人工合成双矿物岩石的等效弹性模量的Voigt上限M_V是：

M_V＝f₁M₁+f₂M₂

等效弹性模量的Reuss下限M_R是：

其中f₁和f₂分别表示第一矿物和第二矿物的体积含量，且f₁+f₂＝1，M₁和M₂分别表示第一矿物和第二矿物的弹性模量。

进一步地，通过测量人工合成双矿物岩石的纵横波速度和密度，计算获得平均弹性模量M_VRH的值。

具体地，平均弹性模量M_VRH表示为：