[发明专利]利用钻井岩屑获取岩石抗压强度的方法

说明书

本发明提供一种利用钻井岩屑获取岩石抗压强度的方法，该方法包括：通过室内单轴压缩实验获取岩心的无围压抗压强度；从岩心样品所对应的岩石上获取预设尺寸的岩屑，并利用岩屑和环氧树脂胶制备多个岩屑岩样；通过岩屑微米压痕实验获取岩屑样品的压痕弹性模量；根据岩心的无围压抗压强度和岩屑样品的压痕弹性模量建立岩石与岩屑的抗压强度关系预测模型；选取不同地层中不同类型的岩心进行实验，以验证抗压强度关系预测模型的普适性。本发明模拟地层钻头破岩过程制备成相应的岩屑，利用相关数学模型和数据处理方法，探讨岩心与岩屑的相关力学参数的数学关系，建立岩屑与岩石的力学参数之间的数学关系模型，提高了岩石的微观力学性能研究的准确性。

技术领域

本发明属于钻井技术领域，尤其涉及一种利用钻井岩屑获取岩石抗压强度的方法。

背景技术

基于地层岩石力学特性在石油钻井领域发挥的举足轻重的作用，越来越多的专家学者致力于在地层岩石力学特性研究中开拓进取，不断开展对岩石力学特性的研究和实验，完善研究成果体系并应用于现场钻井过程中。在缺乏钻井岩心或测井资料的情况下，对地层岩石力学特性的评价就要利用好现场容易得到、来源充足的钻井岩屑。综合国内外研究现状，直接获取或测量岩屑的微观力学性质的技术或仪器还不成熟和准确。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种利用钻井岩屑获取岩石抗压强度的方法，旨在解决现有技术中直接获取或测量岩屑的抗压强度的精确性不高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用钻井岩屑获取岩石抗压强度的方法，包括步骤：

通过室内单轴压缩实验获取岩心的无围压抗压强度；

从所述岩心样品所对应的岩石上获取预设尺寸的岩屑，并利用所述岩屑和环氧树脂胶制备多个岩屑岩样；

通过岩屑微米压痕实验获取岩屑样品的压痕弹性模量；

根据岩心的无围压抗压强度和岩屑样品的压痕弹性模量建立岩石与岩屑的抗压强度关系预测模型；

选取不同地层中不同类型的岩心进行实验，以验证抗压强度关系预测模型的普适性。

在本发明的实施例中，所述通过室内单轴压缩实验获取岩心的无围压抗压强度的步骤包括：

从地层岩石上选取预设尺寸的岩心样品，并采用热缩套管加热塑封所述岩心样品；

将所述岩心样品放置于围压室内并沿轴向加载所述岩心样品，直至破坏所述岩心样品；

实时记录加载过程中岩心样品所受到的应力，并绘制应力-应变曲线；

根据所述应力-应变曲线获取所述岩心样品的抗压强度。

在本发明的实施例中，所述从所述岩心样品所对应的岩石上获取预设尺寸的岩屑，并利用所述岩屑和环氧树脂胶制备多个岩屑岩样的步骤包括：

利用锤石机破碎所述岩心样品所对应的岩石并从中挑选多个预设粒度的岩屑碎块；其中，预设粒度的范围为6～10mm；

将每个所述岩屑碎块水力切割成正方体形状的岩屑；

将多个岩屑从上到下依次层叠放置于圆柱形模具内等待浇铸；

通过玻璃棒向所述圆柱形模具内引导注入环氧树脂胶结液体以固化所述岩屑；

切割和抛磨固化后的所述岩屑以得到岩屑样品。

在本发明的实施例中，所述切割和抛磨固化后的所述岩屑以得到岩屑样品的步骤包括：

从所述圆柱形模具内去除固化后的岩屑；

切割所述岩屑上下两面多余的胶结物，以优化岩屑上下两面之间的平行度；