[发明专利]基于页岩纳米压痕曲线评价微观结构的方法和电子设备

权利要求书

1.一种基于页岩纳米压痕曲线评价微观结构的方法，其特征在于，包括：

获取页岩表面纳米压痕点的位移载荷曲线；

根据所述位移载荷曲线计算力学评价值，所述力学评价值为页岩的接触硬度与折算弹性模量的比值；

根据所述位移载荷曲线的形态以及所述力学评价值确定页岩的微观结构；

所述方法还包括：根据所述位移载荷曲线计算第一加载评价值和第二加载评价值，其中，所述第一加载评价值表示加载曲线的波动程度，所述第二加载评价值为加载曲线拟合公式中自变量的指数；

根据所述第一加载评价值、第二加载评价值和力学评价值对页岩的微观结构进行评价；

所述第一加载评价值按照如下公式进行计算：

式中，Loa为第一加载评价值，其表示加载曲线的波动性，m为加载卸载全过程中的数据点的数量，表示数据点的载荷值， 表示拟合曲线的理想载荷值，为最大载荷；

所述加载曲线拟合公式为：P=k∙h^n，

其中，P为载荷，k为常数，h为压入深度，n为第二加载评价值；

所述根据所述第一加载评价值、第二加载评价值和力学评价值对页岩的微观结构进行评价，包括：

若Loa-8.5，表示加载曲线为平台型，则压痕点表面具有裂缝；

若n1.005，表示加载曲线为下凸型，则压痕点内部具有微裂缝并随着压头压入逐渐闭合；若，则压痕点处为均质矿物，且矿物类型为软矿物；若，则压痕点处为均质矿物，且矿物类型为硬矿物；

若，表示加载曲线为直线型，则压痕点内部为石英且无裂缝；

若n0.995，表示加载曲线为上凸型，则压痕点处为黏土，且周围存在有硬矿物；

若n=n1或n2，且n2-n10.5，表示加载曲线为两段型，则压痕点处为矿物混层。

2.如权利要求1所述的基于页岩纳米压痕曲线评价微观结构的方法，其特征在于，所述获取页岩表面纳米压痕点的位移载荷曲线包括：

将页岩样品切至合适大小并对合适层理面进行抛光后，放置于纳米压痕仪上，保证压头位移方向与样品层理垂直；

利用纳米压痕仪向页岩表面选择的压痕点施加随时间均匀增加的载荷，到最高点时保持载荷设定的时间，之后卸载，利用此过程中的系列位移载荷时间数据绘制位移载荷曲线。

3.如权利要求2所述的基于页岩纳米压痕曲线评价微观结构的方法，其特征在于，所述页岩表面的压痕点按照如下方法选择：

在所述页岩样品表面选取两个正方形点阵作为压痕点。

4.如权利要求1所述的基于页岩纳米压痕曲线评价微观结构的方法，其特征在于，所述根据所述位移载荷曲线计算力学评价值，采用如下公式：

力学评价值

其中，为接触刚度，为载荷，为压入深度，为最大压入深度，为常数0.75，为接触投影面积，为接触深度，为折算弹性模量，为与压头几何形状相关的常数，为接触硬度。

5.如权利要求1所述的基于页岩纳米压痕曲线评价微观结构的方法，其特征在于，根据所述位移载荷曲线的形态以及所述力学评价值确定页岩的微观结构，包括：

若加载曲线为平台型，则压痕点表面具有裂缝；

若加载曲线为下凸型，则压痕点内部具有微裂缝并随着压头压入逐渐闭合；若所述力学评价值小于阈值，则压痕点处为均质矿物，且矿物类型为软矿物；若所述力学评价值大于阈值，则压痕点处为均质矿物，且矿物类型为硬矿物；

若加载曲线为直线型，则压痕点内部为石英且无裂缝；

若加载曲线为上凸型，则压痕点处为黏土，且周围存在有硬矿物；

若加载曲线为两段型，则压痕点处为矿物混层。

6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和与所述处理器连接的存储器，所述存储器存储有多条指令，所述指令可被所述处理器加载并执行，以使所述处理器能够执行如权利要求1-5任一项所述的方法。