[发明专利]基于矿物含量和分布的岩石脆性分析方法、系统及设备

说明书

本发明属于介质脆性分布表征领域，具体涉及了一种基于矿物含量和分布的岩石脆性分析方法、系统及设备，旨在解决现有岩石脆性分析方法仅考虑内部矿物含量而忽略矿物分布导致分析结果的准确性和精度达不到预期的问题。本发明包括：对岩石图像数字化，并对数字化后的二维数组进行自相关分析；以自相关相关系数变化曲线的纵坐标值下降为1/e时的横坐标值作为自相关长度；构建描述矿物分布的自相关函数；进行岩石样品重构，获得密度及弹性模量分布；进行网格剖分，获得待分析岩石的不同尺度剖分的脆性指数分布。本发明充分考虑到岩石内部颗粒相对位置、孔隙结构变化对岩石脆性特征性质产生的影响，岩石脆性分析结果的精度和准确性更高。

技术领域

本发明属于介质脆性分布表征领域，具体涉及了一种基于矿物含量和分布的岩石脆性分析方法、系统及设备。

背景技术

随着油气开发技术研究的逐渐深入，以及非常规油气资源需求的日益增加，对地下介质压裂的需求不断增加。由于岩石压裂过程中，压裂液的注入位置与岩石的脆性特征密切相关，因此需要深入研究岩石的脆性评价标准，为岩石压裂位置的选取提供依据。岩石的脆性特征受岩石中，所含矿物种类、矿物分布，影响较大。因此，研究真实岩石的脆性特征时，需要充分计算矿物类型、矿物分布对岩石弹性性质的影响。然而，常规的岩石脆性分析方法只计算了岩石中，矿物种类对岩石脆性特征的影响，岩石矿物分布差异导致的岩石脆性分布差异，以及差异对岩石脆性特征的影响并未深入研究。

自相关函数是描述物质随机分布状态的有效方法，通过对其功率谱函数的控制，能够表征不同的岩石矿物分布，从而定量的计算矿物分布对岩石各种特征的影响。数字岩芯技术，通过对岩石进行CT扫描，能够显示岩石内部结构。通过数字岩芯技术，可研究岩石内部矿物分布，并且，通过数字岩芯技术与岩石脆性指数表征算法的结合，可反应岩石内部矿物分布对岩石脆性空间分布的影响。在岩石矿物非均匀分布的条件下，研究描述矿物分布特征的自相关函数，并计算脆性指数的分布特征，是研究岩石脆性分布的重要方法，是选择岩石压裂位置的重要依据。

但是，目前岩石脆性的特征的相关分析，只考虑了矿物含量的影响，对矿物分布的影响以及定量描述的有效方法仍然缺失，如何在结合定量表征矿物分布的基础上进行岩石脆性分析，仍是本领域需要研究的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有岩石脆性分析方法仅考虑内部矿物含量而忽略矿物分布导致分析结果的准确性和精度达不到预期的问题，本发明提供了一种基于矿物含量和分布的岩石脆性分析方法，该方法包括：

步骤S10，进行待分析岩石图像的数字化处理，并进行数字化处理后的二维数组的自相关分析，获得自相关相关系数变化曲线；

步骤S20，将所述自相关相关系数变化曲线的纵坐标值下降为1/e时的横坐标值作为待分析岩石的自相关长度；

步骤S30，根据所述待分析岩石的自相关长度，待分析岩石中矿物以及弹性模量的分布特征，构建描述矿物分布的自相关函数；

步骤S40，根据所述自相关函数进行所述待分析岩石的岩石样品重构，获得待分析岩石的密度及弹性模量分布；

步骤S50，根据所述待分析岩石的密度及弹性模量分布进行重构的岩石样品的网格剖分，获得待分析岩石的不同尺度剖分的脆性指数分布。

在一些优选的实施例中，所述描述矿物分布的自相关函数，其公式表示为：

其中，为待分析岩石的自相关长度；为数据点与岩芯切片中心的相对距离，分别为数据点的横坐标值和纵坐标值。

在一些优选的实施例中，所述待分析岩石的密度及弹性模量分布，其公式表示为：