本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例涉及石油工程，具體涉及一種目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在石油工程領(lǐng)域中，對(duì)巖石變形特征的認(rèn)識(shí)是應(yīng)用正確的數(shù)學(xué)表達(dá)式去描述巖石的變形情況的基礎(chǔ)，其對(duì)于工程應(yīng)用相當(dāng)重要，盡管目前關(guān)于巖石動(dòng)、靜態(tài)彈性參數(shù)的觀測(cè)結(jié)果及巖石力學(xué)與巖石物理學(xué)的相關(guān)理論比較多，在儲(chǔ)層巖石的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)試中，由于天然巖石的非均質(zhì)性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)參數(shù)和靜態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系不穩(wěn)定，不利于研究礦物組分和孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)參數(shù)的影響。

2、目前全直徑巖心力學(xué)參數(shù)的轉(zhuǎn)換方法主要有動(dòng)態(tài)獲取法及靜態(tài)獲取法。全直徑巖心是指用取心技術(shù)從油田中現(xiàn)場(chǎng)取出的巖心，不經(jīng)過(guò)切割和劈分，整段用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)定有關(guān)參數(shù)的柱狀巖心。動(dòng)態(tài)獲取法利用測(cè)井資料及測(cè)井解釋模型得到巖石動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)，靜態(tài)獲取法主要利用實(shí)驗(yàn)測(cè)得巖石靜態(tài)力學(xué)參數(shù)，如用單軸壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)定單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比，用三點(diǎn)彎實(shí)驗(yàn)測(cè)定斷裂韌性，在實(shí)際鉆井、壓裂中應(yīng)用的參數(shù)是由巖石靜態(tài)力學(xué)參數(shù)計(jì)算得到的。但常用的測(cè)定靜態(tài)力學(xué)參數(shù)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)屬于破壞性測(cè)試，不能保證全直徑巖心試件結(jié)構(gòu)的完整性，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)且測(cè)試步驟復(fù)雜。

3、因此，如何克服目前全直徑巖心力學(xué)參數(shù)的轉(zhuǎn)換方法中存在的測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)且測(cè)試步驟復(fù)雜等問(wèn)題，提出一種測(cè)試時(shí)間短、測(cè)試步驟簡(jiǎn)單且高效的目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法及裝置是亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例的目的是提供一種目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法及裝置，以克服目前全直徑巖心力學(xué)參數(shù)的轉(zhuǎn)換方法中存在的測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)且測(cè)試步驟復(fù)雜等問(wèn)題，縮短全直徑巖心力學(xué)參數(shù)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中的測(cè)試時(shí)間，簡(jiǎn)化測(cè)試步驟，提供高效的測(cè)試結(jié)果。

2、一方面，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提出了目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法，所述目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法包括：控制所述劃刻機(jī)構(gòu)對(duì)所述目標(biāo)巖心進(jìn)行連續(xù)劃痕，以獲取所述目標(biāo)巖心的靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值；控制所述超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)所述目標(biāo)巖心進(jìn)行波速測(cè)試，以計(jì)算所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值；根據(jù)所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值和靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值，確定所述目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

3、又一方面，目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定裝置，所述裝置包括：獲取模塊，用于控制劃刻機(jī)構(gòu)對(duì)所述目標(biāo)巖心進(jìn)行連續(xù)劃痕，以獲取所述目標(biāo)巖心的靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值；計(jì)算模塊，用于控制超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)所述目標(biāo)巖心進(jìn)行波速測(cè)試，以計(jì)算所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值；確定模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值和靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值，確定所述目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

4、再一方面，一種動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置，所述動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置包括平臺(tái)、固定機(jī)構(gòu)、劃刻機(jī)構(gòu)、超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)和控制器；目標(biāo)巖心被所述固定機(jī)構(gòu)固定在平臺(tái)上；所述控制器用于執(zhí)行上述目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法。

5、由以上本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提供的目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法，可以控制所述劃刻機(jī)構(gòu)對(duì)所述目標(biāo)巖心進(jìn)行連續(xù)劃痕，以獲取所述目標(biāo)巖心的靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值；控制所述超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)所述目標(biāo)巖心進(jìn)行波速測(cè)試，以計(jì)算所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值；根據(jù)所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值和靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值，確定所述目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。和現(xiàn)有方法相比，可以通過(guò)劃刻機(jī)構(gòu)和超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便、快速地獲取目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值，進(jìn)而確定目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。此外，控制劃刻機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)巖心施加連續(xù)劃痕，不會(huì)破壞目標(biāo)巖心的結(jié)構(gòu)，目標(biāo)巖心可用于動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)的重復(fù)測(cè)試或其他類(lèi)型的測(cè)試。

技術(shù)特征：

1.一種目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法，其特征在于，所述目標(biāo)巖心置于動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置中，所述動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置包括平臺(tái)、固定機(jī)構(gòu)、劃刻機(jī)構(gòu)和超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)；所述目標(biāo)巖心被固定機(jī)構(gòu)固定在平臺(tái)上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置還包括打磨機(jī)構(gòu)；所述打磨機(jī)構(gòu)包括砂輪和第一電機(jī)；所述第一電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述砂輪；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述劃刻機(jī)構(gòu)包括刀頭基座、刀頭、刀頭擋板、第二電機(jī)和轉(zhuǎn)輪；所述第二電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述平臺(tái)按預(yù)設(shè)的速度移動(dòng)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置還包括3d掃描傳感器；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置還包括三維力傳感器；所述三維力傳感器與劃刻機(jī)構(gòu)的刀頭基座連接；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括超聲脈沖發(fā)射器、發(fā)射探頭、接收探頭和示波器；所述發(fā)射探頭與所述超聲脈沖發(fā)射器連接；所述接收探頭與所述示波器連接；所述發(fā)射探頭位于所述目標(biāo)巖心上表面；所述接收探頭位于所述目標(biāo)巖心下表面正對(duì)所述發(fā)射探頭處；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述縱波波速和橫波波速，計(jì)算所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值和靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值，確定所述目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，包括：

9.一種目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定裝置，其特征在于，所述裝置包括：

10.一種動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，所述動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置包括平臺(tái)、固定機(jī)構(gòu)、劃刻機(jī)構(gòu)、超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)和控制器；目標(biāo)巖心被所述固定機(jī)構(gòu)固定在平臺(tái)上；所述控制器用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本說(shuō)明書(shū)涉及石油工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法及裝置。目標(biāo)巖心置于動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置中，動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)測(cè)試裝置包括平臺(tái)、固定機(jī)構(gòu)、劃刻機(jī)構(gòu)和超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)；目標(biāo)巖心被固定機(jī)構(gòu)固定在平臺(tái)上；目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定方法包括：控制劃刻機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)巖心進(jìn)行連續(xù)劃痕，以獲取目標(biāo)巖心的靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值；控制超聲檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)巖心進(jìn)行波速測(cè)試，以計(jì)算目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值；根據(jù)目標(biāo)巖心的動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)值和靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值，確定目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例可以簡(jiǎn)便、快速地獲取目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)值，并確定目標(biāo)巖心的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

技術(shù)研發(fā)人員：周大偉,趙楚陽(yáng),張芷源,喬佳,張廣清,彭巖,孫晨皓,孫斌,李雨紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油大學(xué)（北京）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8