[发明专利]一种应用声发射能量值测定岩石脆性指数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩石力学技术领域，具体地，涉及一种应用声发射能量值测定岩石脆性指数的方法。

背景技术

岩石脆性是岩石的固有力学属性，决定了地层的可钻性和体积压裂改造的可实施性。关于岩石脆性目前尚未形成成熟统一的测定方法及评价标准，例如目前应用较广泛的是脆性矿物含量法和岩石力学法；其中，脆性矿物含量法是通过测定岩石矿物含量分析岩石脆性，但这种方法忽略了岩石内部结构、载荷加载历史以及矿物非均质性对岩石脆性的影响；岩石力学法是通过测定岩石力学参数来分析岩石脆性，这种方法利用的弹性模量和泊松比等参数与岩石脆性指数同为岩石的力学性质，三者之间的相关性还有待明确验证。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种应用声发射能量值测定岩石脆性指数的方法，以提供一种通过研究岩石在三轴应力作用下发生的声发射现象来分析岩石脆性的技术。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种应用声发射能量值测定岩石脆性的方法，包括：

对待测岩样进行围压条件下岩石三轴压缩实验，采集各时刻所述待测岩样的声发射能量值；

累积从开始施加载荷至屈服破坏期间各时刻所述待测岩样的声发射能量值，获得该待测岩样的声发射累积能量值；

根据所建立的声发射累积能量值-岩石脆性指数数学模型，利用所述待测岩样的声发射累积能量值，确定该待测岩样的岩石脆性指数；

其中，所述声发射累积能量值-岩石脆性指数数学模型按照如下方法建立：

对标准岩样进行围压条件下岩石三轴压缩实验，采集各时刻标准岩样的声发射能量值；

累积从开始施加载荷至屈服破坏期间各时刻标准岩样的声发射能量值，获得标准岩样的声发射累积能量值；

利用参考方法获取标准岩样的脆性指数；所述参考方法为脆性矿物含量法和/或岩石力学法；

利用统计学方法，将所述标准岩样的声发射累积能量值与标准岩样的脆性指数进行数学拟合，得到声发射累积能量值-岩石脆性指数数学模型。

借助于上述技术方案，本发明根据声发射现象是岩石脆性的一种直观反映的原理，应用声发射技术采集标准岩样发生脆性破裂时的声发射累积能量值，根据参考方法获得标准岩样的脆性指数，并利用统计学方法，对标准岩样的声发射累积能量值和脆性指数进行数学拟合，得到声发射累积能量值-岩石脆性指数数学模型，然后利用该声发射累积能量值-岩石脆性指数数学模型及待测岩样的声发射累积能量值，确定待测岩样的脆性指数；相比于现有技术，本发明方法操作简单，精确度高，提高了岩石脆性评价的准确性和合理性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的应用声发射能量值测定岩石脆性指数的方法流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的利用岩石三轴压缩实验机和声发射测试系统进行实验的原理示意图；

图3是本发明实施例二提供的应用声发射能量值测定岩石脆性指数的方法流程示意图；

图4是本发明实施例二提供的声发射累积能量值与岩石脆性指数之间的半对数关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

岩石微裂纹开裂和宏观开裂是岩石脆性的表观形象，也是岩石释放的弹性能转化为声能的过程，在此过程中有声发射现象发生，本发明提出了利用声发射技术采集岩石在围压条件下三轴压缩过程中的声发射能量值来分析岩石脆性。

实施例一

本实施例提供一种应用声发射能量值测定岩石脆性的方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S11，对待测岩样进行围压条件下岩石三轴压缩实验，采集各时刻所述待测岩样的声发射能量值；

步骤S12，累积从开始施加载荷至屈服破坏期间各时刻所述待测岩样的声发射能量值，获得该待测岩样的声发射累积能量值；

步骤S13，根据所建立的声发射累积能量值-岩石脆性指数数学模型，利用所述待测岩样的声发射累积能量值，确定该待测岩样的岩石脆性指数；