CN109828031B - 岩石脆性评价方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供岩石脆性评价方法及装置，方法包括：获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量；针对每个岩石样本，获得该岩石样本的长度、直径及质量并计算该岩石样本的密度；获得对该岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和该岩石样本的长度计算该岩石样本的声波时差；根据该声波时差和该密度计算该岩石样本的声波响应参数；获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数；根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和第一脆性指数进行回归分析，得到该目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系。如此，相比传统的脆性指数计算方法，所述第二脆性指数的计算方法所需的声波响应参数的获得更为简便，对岩石脆性的评价简单有效。

Description

岩石脆性评价方法及装置

技术领域

本申请涉及地质勘探技术领域，具体而言，涉及岩石脆性评价方法及装置。

背景技术

岩石脆性是指岩石受力被破坏时所表现出来的一种固有性质。脆性高的岩石通常具有高强度低应变的特点，其受力被破坏时形成复杂网络裂缝的几率更大。在油气资源的开采中，通常需要大规模压裂施工，而压裂施工需要对储层岩石的脆性进行评价。目前，一些现有的岩石脆性评价方法需要通过复杂的力学测试获得岩石的应变数据，十分不便。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的之一在于提供一种岩石脆性评价方法及装置，以至少部分地解决上述问题。

为了达到上述目的，本申请实施例提出如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种岩石脆性评价方法，包括：

获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量；

针对每个岩石样本，根据所述岩石样本的长度、直径及质量计算所述岩石样本的密度；获得对所述岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和所述岩石样本的长度计算所述岩石样本的声波时差；根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，得到所述多个岩石样本各自的声波响应参数；

获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数；

根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析，得到所述目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系，以根据该拟合关系对所述目标类型的岩石的脆性进行评价。

第二方面，本申请实施例提供一种岩石脆性评价装置，包括：

物理参数获得模块，用于获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量；

声波响应参数获得模块，用于：针对每个岩石样本，根据所述岩石样本的长度、直径及质量计算所述岩石样本的密度；获得对所述岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和所述岩石样本的长度计算所述岩石样本的声波时差；根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，得到所述多个岩石样本各自的声波响应参数；

第一脆性指数获得模块，用于获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数；

回归模块，用于根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析，得到所述目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系，以根据该拟合关系对所述目标类型的岩石的脆性进行评价。

相对于现有技术而言，本申请的有益效果包括：

本申请实施例提供一种岩石脆性评价方法及装置，方法包括：获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量；针对每个岩石样本，获得该岩石样本的长度、直径及质量并计算该岩石样本的密度；获得对该岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和该岩石样本的长度计算该岩石样本的声波时差；根据该声波时差和该密度计算该岩石样本的声波响应参数；获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数；根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和第一脆性指数进行回归分析，得到该目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系。如此，相比传统的脆性指数计算方法，所述第二脆性指数的计算方法所需的声波响应参数的获得更为简便，对岩石脆性的评价简单有效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种计算机设备的方框示意图；

图2为本申请实施例提供的一种岩石脆性评价方法的流程示意图；

图3为图2中步骤S203的一种子步骤示意图；

图4为本申请实施例中18个页岩样本各自的第一脆性指数的柱形图；

图5为反映页岩的第二脆性指数与纵波阻抗的相关性的相关图；

图6为反映页岩的第二脆性指数与动态弹性模量的相关性的相关图；

图7为反映页岩的第二脆性指数与动态体积模量的相关性的相关图；

图8为通过不同的岩石脆性评价方法得到的页岩储层的脆性指数图；

图9为本申请实施例提供的一种岩石脆性评价装置的功能模块框图。

图标：10-计算机设备；11-处理器；12-机器可读存储介质；13-系统总线；100-岩石脆性评价装置；110-物理参数获得模块；120-声波响应参数获得模块；130-第一脆性指数获得模块；140-回归模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，图1是本申请实施例提供的一种计算机设备10的方框示意图。该计算机设备10可包括处理器11及机器可读存储介质12。处理器11与机器可读存储介质12可经由系统总线13通信。并且，机器可读存储介质12存储有机器可执行指令，通过读取并执行机器可读存储介质12中与岩石脆性评价逻辑对应的机器可执行指令，处理器11可执行下文描述的岩石脆性评价方法。

本文中提到的机器可读存储介质12可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质12可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

应当理解，图1所示的结构仅为示例，计算机设备10还可以包括比图1所示更多或更少的组件，或是具有与图1所示完全不同的配置。其中，图1所示的各组件可以以硬件、软件或其组合实现。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种岩石脆性评价方法的流程示意图，下面将对所述方法包括的各个步骤进行详细阐述。

步骤S201，获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量。

本实施例中，所述多个岩石样本的获得方式可以包括：获得多个待筛选岩石样本；对所述多个待筛选岩石样本进行观察和描述，根据观察和描述的结果从所述多个待筛选岩石样本中筛选出属于所述目标类型的岩石样本；针对筛选出的岩石样本中的每一个，按预设的长度与直径之比对该岩石样本进行加工，得到所述多个岩石样本。

步骤S202，针对每个岩石样本，获得所述岩石样本的长度、直径及质量，根据所述岩石样本的长度、直径及质量计算所述岩石样本的密度；获得对所述岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和所述岩石样本的长度计算所述岩石样本的声波时差；根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，得到所述多个岩石样本各自的声波响应参数。

本实施例中，可以通过多频超声波投射仪对所述岩石样本进行声波测试，进而根据测试得到的首波初至时间(即，对所述岩石样本进行声波测试的结果)和所述岩石样本的长度计算所述岩石样本的声波时差。具体地，可以通过以下计算式计算所述岩石样本的声波时差：

其中，Δt_x表示所述岩石样本的声波时差，t表示所述首波初至时间，t₀表示所述多频超声波投射仪的系统延时，L表示所述岩石样本的长度。

进一步地，所述声波测试可以包括横波测试和/或纵波测试。相应地，根据测试得到的横波的首波初至时间和所述岩石样本的长度可以计算出所述岩石样本的横波时差。同理，根据测试得到的纵波的首波初至时间和所述岩石样本的长度可以计算出所述岩石样本的纵波时差。

在一种实施方式中，当所述声波时差包括纵波时差时，所述声波响应参数可以包括纵波阻抗。相应地，所述根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数的步骤包括：

通过以下计算式计算所述岩石样本的纵波阻抗：

其中，Z_d表示所述岩石样本的纵波阻抗，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₁表示第一单位转换系数。

在又一种实施方式中，当所述声波时差包括横波时差和纵波时差时，所述声波响应参数可以包括动态弹性模量。相应地，所述根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数的步骤包括：

通过以下计算式计算所述岩石样本的动态弹性模量：

其中，E_d表示所述岩石样本的动态弹性模量，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_s表示所述岩石样本的横波时差，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₂表示第二单位转换系数。

在又一种实施方式中，当所述声波时差包括横波时差和纵波时差时，所述声波响应参数可以包括动态体积模量。相应地，所述根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数的步骤包括：

通过以下计算式计算所述岩石样本的动态体积模量：

其中，K_bd表示所述岩石样本的动态弹性模量，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_s表示所述岩石样本的横波时差，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₃表示第三单位转换系数。

在又一种实施方式中，当所述声波时差包括横波时差和纵波时差时，所述声波响应参数可以包括上述的纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量。所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量的计算方式可以参考以上三种实施方式中的描述，这里不再赘述。

步骤S203，获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数。

本实施例中，所述第一脆性指数指通过现有的脆性评价方法计算得到的脆性指数。在后续的步骤S204中，采用所述第一脆性指数作为脆性指数的真实值进行线性回归，得到一种新的脆性指数(即，步骤S204中的第二脆性指数)的计算方式(即，步骤S204中的拟合关系)。

可选地，步骤S203可以包括图3所示的子步骤。

步骤S301，针对每个岩石样本，获得对所述岩石样本进行抗压测试的结果，根据该结果得到所述岩石样本的极限载荷和与该极限载荷对应的极限应变。

本实施例中，可以通过高温高压流变仪对所述岩石样本进行单轴压缩实验，得到所述岩石样本在加载过程中的应力-应变曲线，进而从该应力-应变曲线确定所述岩石样本的极限载荷(即，所述岩石样本受力被破坏时的临界应力)和与该极限载荷对应的极限应变。

步骤S302，通过以下计算式计算所述岩石样本的第一脆性指数：

其中，B_p表示所述岩石样本的第一脆性指数，P_max表示所述岩石样本的极限载荷，ε_p表示所述岩石样本的极限应变，D表示所述岩石样本的直径。

步骤S204，根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析，得到所述目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系，以根据该拟合关系对所述目标类型的岩石的脆性进行评价。

本实施例中，所述回归分析可以是线性回归分析，即，采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析。具体地，当所述声波响应参数仅包括一种(如，所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量中的任一种)时，所述线性回归分析为一元线性回归。当所述声波响应参数包括至少两种(如，所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量中的至少两种)时，所述线性回归分析为多元线性回归。

采用本申请实施例提供的新脆性指数计算方式(即，所述拟合关系)，通过测量岩石的长度、直径和质量以及对岩石进行声波测试即可得到所需的声波响应参数，进而计算出岩石的脆性指数。相比传统的脆性指数计算方法，本申请实施例提供的新脆性指数(即，所述第二脆性指数)的计算方法所需的声波响应参数的获得更为简便，对岩石脆性的评价简单有效。

可选地，当所述声波响应参数仅包括所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量中的一种且采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析时，所述方法还可以包括以下步骤：

通过以下计算式计算所述拟合关系中所述第二脆性指数与所述声波响应参数的相关系数：

其中，r表示所述相关系数，x_i表示所述多个岩石样本中第i个岩石样本的声波响应参数，y_i表示所述第i个岩石样本的第一脆性指数，

表示所述多个岩石样本的声波响应参数的平均值，y表示所述多个岩石样本的第一脆性指数的平均值。

可选地，当所述声波响应参数包括所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量且采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析时，所述方法还可以包括以下步骤：

通过以下计算式计算所述拟合关系中所述第二脆性指数与所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量的相关系数的平方：

其中，R²表示所述相关系数的平方，y_i表示所述多个岩石样本中第i个岩石样本的第一脆性指数，

表示所述多个岩石样本的第一脆性指数的平均值，

表示所述第i个岩石样本的第二脆性指数。

本实施例中，所述相关系数的绝对值(或者平方)的大小反映了所述拟合关系中所述第二脆性指数与所述声波响应参数的线性相关程度。换言之，所述相关系数的绝对值越大，表明根据所述拟合关系对所述目标类型的岩石的脆性进行评价的结果越可靠。

在本实施例的一个示例中，获取了18个页岩样本作为所述目标类型的多个岩石样本，下表展示了所述18个页岩样本各自的密度、声波时差和声波响应参数。

通过执行步骤S301和步骤S302，得到所述18个页岩样本各自的第一脆性指数。如图4所示，是所述18个页岩样本各自的第一脆性指数的柱形图。

当所述声波响应参数为所述纵波阻抗且采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的纵波阻抗和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析时，得到页岩的第二脆性指数与纵波阻抗的拟合关系如下：

B_p＝6.1227Z_d-37.216，

其中，B_p表示页岩的第二脆性指数，Z_d表示所述页岩的纵波阻抗。

进一步地，根据前文的相关内容，计算得到该拟合关系中所述第二脆性指数与所述纵波阻抗的相关系数的平方r²约为0.684。如图5所示，是反映该拟合关系中所述第二脆性指数与所述纵波阻抗的相关性的相关图。其中，每个三角形表示所述18个页岩样本其中之一，与每个三角形对应的纵坐标表示与该三角形对应的页岩样本的第一脆性指数，各三角形间的直线表示得到的页岩的第二脆性指数与纵波阻抗的拟合关系。

当所述声波响应参数为所述动态弹性模量且采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的动态弹性模量和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析时，得到页岩的第二脆性指数与动态弹性模量的拟合关系如下：

B_p＝0.9761E_d-11.788，

其中，B_p表示页岩的第二脆性指数，E_d表示所述页岩的动态弹性模量。

进一步地，根据前文的相关内容，计算得到该拟合关系中所述第二脆性指数与所述动态弹性模量的相关系数的平方r²约为0.5294。如图6所示，是反映该拟合关系中所述第二脆性指数与所述动态弹性模量的相关性的相关图。其中，每个三角形表示所述18个页岩样本其中之一，与每个三角形对应的纵坐标表示与该三角形对应的页岩样本的第一脆性指数，各三角形间的直线表示得到的页岩的第二脆性指数与动态弹性模量的拟合关系。

当所述声波响应参数为所述动态体积模量且采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的动态体积模量和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析时，得到页岩的第二脆性指数与动态体积模量的拟合关系如下：

B_p＝0.8353K_bd+9.3864，

其中，B_p表示页岩的第二脆性指数，K_bd表示所述页岩的动态体积模量。

进一步地，根据前文的相关内容，计算得到该拟合关系中所述第二脆性指数与所述动态体积模量的相关系数的平方r²约为0.7325。如图7所示，是反映该拟合关系中所述第二脆性指数与所述动态体积模量的相关性的相关图。其中，每个三角形表示所述18个页岩样本其中之一，与每个三角形对应的纵坐标表示与该三角形对应的页岩样本的第一脆性指数，各三角形间的直线表示得到的页岩的第二脆性指数与动态体积模量的拟合关系。

当所述声波响应参数包括所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量且采用线性回归模型对所述18个页岩样本各自的声波响应参数和所述18个页岩样本各自的第一脆性指数进行回归分析时，得到页岩的第二脆性指数与纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量的拟合关系如下：

B_p＝-8.89Z_p+0.911E_d+1.39K_bd+54.23，

进一步地，根据前文的相关内容，计算得到该拟合关系中所述第二脆性指数与所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量的相关系数的平方R²约为0.7086。

如图8所示，是通过不同的岩石脆性评价方法得到的页岩储层的脆性指数图。图8中的第二脆性指数指根据上述内容中页岩的第二脆性指数与纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量的拟合关系得到的第二脆性指数，图8中的第一脆性指数指通过步骤S301和步骤S302得到的第一脆性指数，图8中的弹泊法脆性指数指根据弹性模量和泊松比计算得到的脆性指数。从图8中可以看出，在一些深度上，得到的第二脆性指数与得到的第一脆性指数的大小基本一致，且在一些跨度较小的深度区间内得到的第二脆性指数的变化趋势与得到的弹泊法脆性指数的变化趋势一致，验证了通过本申请实施例提供的岩石脆性评价方法得到的第二脆性指数与纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量的拟合关系具有一定的准确性，根据该拟合关系得到的岩石的新脆性指数(即，所述第二脆性指数)较为可靠。

请参照图9，本申请实施例还提供一种岩石脆性评价装置100，岩石脆性评价装置100包括至少一个可以软件形式存储于计算机设备10的机器可读存储介质120中的功能模块。从功能上划分，岩石脆性评价装置100可以包括物理参数获得模块110、声波响应参数获得模块120、第一脆性指数获得模块130和回归模块140。

物理参数获得模块110用于获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量。

本实施例中，关于物理参数获得模块110的描述可参考对图2所示步骤S201的详细描述，即步骤S201可以由物理参数获得模块110执行。

声波响应参数获得模块120用于：获得所述岩石样本的长度、直径及质量，根据所述岩石样本的长度、直径及质量计算所述岩石样本的密度；获得对所述岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和所述岩石样本的长度计算所述岩石样本的声波时差；根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，得到所述多个岩石样本各自的声波响应参数。

本实施例中，关于声波响应参数获得模块120的描述可参考对图2所示步骤S202的详细描述，即步骤S202可以由声波响应参数获得模块120执行。

第一脆性指数获得模块130用于获得所述多个岩石样本各自的脆性指数。

本实施例中，关于第一脆性指数获得模块130的描述可参考对图2所示步骤S203的详细描述，即步骤S203可以由第一脆性指数获得模块130执行。

回归模块140用于根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的脆性指数进行回归分析，得到所述目标类型的岩石的脆性指数与声波响应参数的拟合关系，以根据该拟合关系对所述目标类型的岩石的脆性进行评价。

本实施例中，关于回归模块140的描述可参考对图2所示步骤S204的详细描述，即步骤S204可以由回归模块140执行。

可选地，所述声波时差包括横波时差和纵波时差，所述声波响应参数包括纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量；

声波响应参数120获得模块包括计算子模块，所述计算子模块用于：

通过计算式

计算所述岩石样本的纵波阻抗；

通过计算式

计算所述岩石样本的动态弹性模量；

通过计算式

计算所述岩石样本的动态体积模量；

其中，Z_d表示所述岩石样本的纵波阻抗，E_d表示所述岩石样本的动态弹性模量，K_bd表示所述岩石样本的动态弹性模量，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_s表示所述岩石样本的横波时差，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₁表示第一单位转换系数，a₂表示第二单位转换系数，a₃表示第三单位转换系数。

可选地，回归模块140包括线性回归子模块，所述线性回归子模块用于采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析。

岩石脆性评价装置100还包括计算模块，所述计算模块用于：

通过以下计算式计算所述拟合关系中所述第二脆性指数与所述纵波阻抗、所述动态弹性模量和所述动态体积模量的相关系数的平方：

其中，R²表示所述相关系数的平方，y_i表示所述多个岩石样本中第i个岩石样本的第一脆性指数，

表示所述多个岩石样本的第一脆性指数的平均值，

表示所述第i个岩石样本的第二脆性指数。

综上所述，本申请实施例提供一种岩石脆性评价方法及装置，方法包括：获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量；针对每个岩石样本，获得该岩石样本的长度、直径及质量并计算该岩石样本的密度；获得对该岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和该岩石样本的长度计算该岩石样本的声波时差；根据该声波时差和该密度计算该岩石样本的声波响应参数；获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数；根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和第一脆性指数进行回归分析，得到该目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系。如此，相比传统的脆性指数计算方法，所述第二脆性指数的计算方法所需的声波响应参数的获得更为简便，对岩石脆性的评价简单有效。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法及装置，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种岩石脆性评价方法，其特征在于，包括：

获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量；

针对每个岩石样本，根据所述岩石样本的长度、直径及质量计算所述岩石样本的密度；获得对所述岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和所述岩石样本的长度计算所述岩石样本的声波时差；根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，得到所述多个岩石样本各自的声波响应参数；所述声波响应参数包括纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量中的至少一种；

获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数；通过以下计算式计算所述岩石样本的第一脆性指数：

其中，B_p表示所述岩石样本的第一脆性指数，P_max表示所述岩石样本的极限载荷，ε_p表示所述岩石样本的极限应变，D表示所述岩石样本的直径；

根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析，得到所述目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系，计算所述拟合关系中所述第二脆性指数与所述声波响应参数的相关系数R，

其中，R²表示所述相关系数的平方，y_i表示所述多个岩石样本中第i个岩石样本的第一脆性指数，

表示所述多个岩石样本的第一脆性指数的平均值，

表示所述第i个岩石样本的第二脆性指数；

以根据该拟合关系中的相关系数对所述目标类型的岩石的脆性进行评价。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声波时差包括纵波时差，所述声波响应参数包括纵波阻抗；

所述根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，包括：

通过以下计算式计算所述岩石样本的纵波阻抗：

其中，Z_d表示所述岩石样本的纵波阻抗，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₁表示第一单位转换系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声波时差包括横波时差和纵波时差，所述声波响应参数包括动态弹性模量；

所述根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，包括：

通过以下计算式计算所述岩石样本的动态弹性模量：

其中，E_d表示所述岩石样本的动态弹性模量，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_s表示所述岩石样本的横波时差，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₂表示第二单位转换系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声波时差包括横波时差和纵波时差，所述声波响应参数包括动态体积模量；

所述根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，包括：

通过以下计算式计算所述岩石样本的动态体积模量：

其中，K_bd表示所述岩石样本的动态弹性模量，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_s表示所述岩石样本的横波时差，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₃表示第三单位转换系数。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析，包括：

采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析；

所述方法还包括:

通过以下计算式计算所述拟合关系中所述第二脆性指数与所述声波响应参数的相关系数：

其中，r表示所述相关系数，x_i表示所述多个岩石样本中第i个岩石样本的声波响应参数，y_i表示所述第i个岩石样本的第一脆性指数，

表示所述多个岩石样本的声波响应参数的平均值，

表示所述多个岩石样本的第一脆性指数的平均值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声波时差包括横波时差和纵波时差，所述声波响应参数包括纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量；

所述根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，包括：

通过计算式

计算所述岩石样本的纵波阻抗；

通过计算式

计算所述岩石样本的动态弹性模量；

通过计算式

计算所述岩石样本的动态体积模量；

其中，Z_d表示所述岩石样本的纵波阻抗，E_d表示所述岩石样本的动态弹性模量，K_bd表示所述岩石样本的动态弹性模量，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_s表示所述岩石样本的横波时差，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₁表示第一单位转换系数，a₂表示第二单位转换系数，a₃表示第三单位转换系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析，包括：

采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析。

8.一种岩石脆性评价装置，其特征在于，包括：

物理参数获得模块，用于获得目标类型的多个岩石样本各自的长度、直径及质量；

声波响应参数获得模块，用于：针对每个岩石样本，根据所述岩石样本的长度、直径及质量计算所述岩石样本的密度；获得对所述岩石样本进行声波测试的结果，根据该结果和所述岩石样本的长度计算所述岩石样本的声波时差；根据所述岩石样本的声波时差和所述岩石样本的密度计算所述岩石样本的声波响应参数，得到所述多个岩石样本各自的声波响应参数；所述声波响应参数包括纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量中的至少一种；

第一脆性指数获得模块，用于获得所述多个岩石样本各自的第一脆性指数；通过以下计算式计算所述岩石样本的第一脆性指数：

其中，B_p表示所述岩石样本的第一脆性指数，P_max表示所述岩石样本的极限载荷，ε_p表示所述岩石样本的极限应变，D表示所述岩石样本的直径；

回归模块，用于根据所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析，得到所述目标类型的岩石的第二脆性指数与声波响应参数的拟合关系，计算所述拟合关系中所述第二脆性指数与所述声波响应参数的相关系数R，

其中，R²表示所述相关系数的平方，y_i表示所述多个岩石样本中第i个岩石样本的第一脆性指数，

表示所述多个岩石样本的第一脆性指数的平均值，

表示所述第i个岩石样本的第二脆性指数；以根据该拟合关系中的相关系数对所述目标类型的岩石的脆性进行评价。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述声波时差包括横波时差和纵波时差，所述声波响应参数包括纵波阻抗、动态弹性模量和动态体积模量；

所述声波响应参数获得模块包括计算子模块，所述计算子模块用于：

通过计算式

计算所述岩石样本的纵波阻抗；

通过计算式

计算所述岩石样本的动态弹性模量；

通过计算式

计算所述岩石样本的动态体积模量；

其中，Z_d表示所述岩石样本的纵波阻抗，E_d表示所述岩石样本的动态弹性模量，K_bd表示所述岩石样本的动态弹性模量，ρ_b表示所述岩石样本的密度，Δt_s表示所述岩石样本的横波时差，Δt_c表示所述岩石样本的纵波时差，a₁表示第一单位转换系数，a₂表示第二单位转换系数，a₃表示第三单位转换系数。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述回归模块包括线性回归子模块，所述线性回归子模块用于采用线性回归模型对所述多个岩石样本各自的声波响应参数和所述多个岩石样本各自的第一脆性指数进行回归分析。

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