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专利号: 2020104338775
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑温度效应的深层-超深层岩石力学参数预测方法,其特征在于步骤如下:

步骤1,开展精细区域地质调查与地球物理勘探,查明目标层年代、埋藏深度和温度特征,并计算提取到地表目标层岩芯的升降温速率比;

步骤2,采集多个未经历深-超深埋藏作用的目标层新鲜试样,采集数量由目标温度级别确定,记为A系列试样;采集经历过深层-超深层埋藏作用的同一目标层内不同深度的钻井岩芯样品,记为B系列试样;然后将所有样品加工成岩石力学实验试样,并测试每个试样的矿物成分及含量;

步骤3,根据步骤2的实验测试结果,从A系列试样中优选矿物成分及含量与B系列试样最接近的试样,记为C系列试样,标号为C1,C2,···,Cn;

步骤4,对步骤3获取的C系列中第1,2,···,m个偶数试样以速率v1分别升温到目标温度T1,T2,···,Tm后恒温2h,然后在相应的目标温度下分别开展岩石力学实验,获取不同目标温度条件下岩石力学参数S集,记为L1(x1,x2,···,xk),L2(x1,x2,···,xk),···,Lm(x1,x2,···,xk),其中,x1,x2,···,xk为不同的岩石力学参数;

步骤5,对步骤3获取的C系列中第1,2,···,m个奇数试样以步骤4中同样非常慢的速率v1分别升温到目标温度T1,T2,···,Tm后恒温2h,然后C系列所有奇数试样再以非常快的速率v2降温到室温T0,最后在温度T0下开展岩石力学实验,获取不同目标温度条件下岩石力学参数S’集,记为L’1(x1,x2,···,xk),L’2(x1,x2,···,xk),···,L’m(x1,x2,···,xk),其中,x1,x2,···,xk为不同的岩石力学参数;

步骤6,基于步骤4和步骤5的结果,构建岩石力学参数S集与S’集、升降温速率比u=v1/v2、目标温度T之间的量化关系:Si=f(S’i,u,Ti)(i=1,2,···,m);从而获得Si与S’、i、u和Ti之间的函数关系;

步骤7,对步骤2获取的B系列试样开展室温T0条件下的岩石力学实验,获取的岩石力学即为深层-超深层条件下目标层钻井岩芯的S’集;

步骤8,结合步骤1获取目标的深层-超深层温度、升降温速率比以及步骤7中获取的深层-超深层条件下目标层钻井岩芯岩石力学参数集S’集代入步骤6中获取的函数关系式:Si=f(S’i,u,Ti)(i=1,2,···,m),从而获得深层-超深层条件下目标层岩石力学参数的预测值。

2.按照权利要求1所述的一种考虑温度效应的深层-超深层岩石力学参数预测方法,其特征在于:上述步骤1中优选的是,基于三维地震精细解释,确定目标层年代和埋藏深度情况;目标层温度特征由地层测试获取;升温速率为目标层温度与其年代之比;降温速率为目标层温度与提升至地表时间之比;升降温速率比为升温速率与降温速率的比值。

3.按照权利要求1所述的一种考虑温度效应的深层-超深层岩石力学参数预测方法,其特征在于:上述步骤2中优选的是,A系列样品数量不少于20件,每件的尺寸应大于10cm×

10cm×10cm;B样品为柱塞状样品,直径2.5cm,长度大于8cm;岩石力学实验试样为柱塞状,直径为2.5cm,高为5cm;试样矿物成分及含量利用X-射线衍射实验获取;深层为埋深4500~

6000m,超深层为埋深大于6000m。

4.按照权利要求1所述的一种考虑温度效应的深层-超深层岩石力学参数预测方法,其特征在于:所述速率v1为0.01℃/min,速率v2为1℃/min。

5.按照权利要求1所述的一种考虑温度效应的深层-超深层岩石力学参数预测方法,其特征在于:上述步骤4和5中优选的是,目标温度T1,T2,···,Tm为40℃、60℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃和220℃,室温T0为20℃。