1.一种煤岩脆性评价方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤一、开展目标压裂井层的煤岩岩芯单轴压缩实验,测试得到应力、应变数据,及全应力-应变曲线;
步骤二、采用统计损伤理论描述煤岩内部割理和裂隙的发育,建立幂函数分布的岩石损伤本构模型:式中:σ为施加的轴向应力,MPa;E为岩芯的弹性模量,MPa;ε为岩芯的应变量;m、ε0为幂函数分布参数,通过对全应力-应变曲线的拟合得到;
步骤三、根据步骤一测试得到的全应力-应变曲线,采用步骤二得到的幂函数分布的岩石损伤本构模型进行拟合,使步骤二的幂函数分布的岩石损伤本构模型得到的计算应力-应变曲线与步骤一测试得到的全应力-应变曲线吻合,在应力峰值σB前采用一组拟合数据得到一对m和ε0,在应力峰值σB后采用三组拟合数据得到三对m和ε0;
步骤四、根据煤岩单轴压缩破坏全过程的能量演化规律,结合步骤二建立的幂函数分布的岩石损伤本构模型,推导得到考虑煤岩力学特性和割理、裂隙系统分布特征的脆性指标评价新模型:式中:Bbf为煤岩的脆性指数;εE和εB为岩芯应力-应变曲线对应的E点和B点应变大小;Ws和Wr分别为应力峰值σB前和应力峰值σB后总能量:O为原点,B为应力峰值σB,A为从原点到应力峰值σB之间的一个转折点,C为做平行OA的直线过B点与横坐标轴的交点,D为位于横坐标上与B点具有相同横坐标值的点;
步骤五、将步骤三中拟合得到的应力峰值σB前的m和ε0以及应力峰值σB后的三对m和ε0代入步骤四所建立的煤岩脆性评价新模型中,计算得到目标压裂井层的煤岩脆性指标数值;
步骤六、在整个煤层气开发区块内,对压裂效果不同的井,分别采用步骤一至步骤五的方法对不同井的煤岩脆性进行评价,将评价结果与压裂效果对应,对所述整个煤层气开发区块煤岩脆性进行评价分级:评价分级标准:脆性指数0-Bbf1为脆性差,脆性指数Bbf1-Bbf2为脆性较强,脆性指数Bbf2-Bbf3为脆性强,其中0
将目标压裂井的煤岩脆性指标计算结果与评价分级标准进行对比,确定目标压裂井煤岩的脆性强弱,为可压裂性评价提供准确依据。