CN109933844A - 一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法 - Google Patents

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黎俊峰
郑云川
尹丛彬
李美平
陈明忠
赵志红
王琨
陈迟
袁灿明
黄楚淏
马莅
黄枫岚
钟烨
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Abstract

本发明公开了一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法，包括以下步骤：采集岩石破裂样本，并收集岩石的基本参数；确定岩石破裂形态分数维；计算岩石的分形维数：计算岩石破裂复杂程度系数Fc：最后根据岩石破裂复杂程度系数Fc对岩石破裂复杂程度进行表征。本发明结合分形几何理论，重新定义并计算页岩岩石破裂复杂程度系数，对岩石破裂形态进行准确表征，正确认识岩石破裂形态的特征以及分析破裂形态的影响因素。

Description

一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法
技术领域
本发明涉及一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法。
背景技术
页岩岩石的破裂一般分为三种，即张性劈裂破坏、多缝剪切破坏和单缝剪切破坏，但这种破裂模式的划分方式是比较单一的，并不能准确反映岩石真实的破裂形态，因为岩石破裂形态往往不是绝对的张性劈裂或者单缝剪切的单一模式，而是多种破裂模式并存的复杂破裂形态，并且如不同程度的单一破裂模式其岩石破碎的复杂程度也不一样，因此必须对岩石破裂形态进行准确表征，才能正确认识岩石破裂形态的特征以及分析破裂形态的影响因素。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法，包括以下步骤：
步骤A、采集岩石破裂样本，并收集岩石的基本参数；
步骤B、确定岩石破裂形态分数维；
步骤C、再通过下式计算岩石的分形维数：
式中：N(R)为裂缝的条数；R为边长；D为分形维数；C为比例常数；
步骤D、根据上述计算得到的分形维数D和下式计算岩石破裂复杂程度系数Fc：
式中：Fc为岩石破裂复杂程度系数；α为岩石的破裂角；
步骤E、最后根据岩石破裂复杂程度系数Fc对岩石破裂复杂程度进行表征。
进一步的技术方案是，所述步骤A中基本参数包括岩石的破裂角、泊松比、杨氏模量、峰值应变、峰值应力。
进一步的技术方案是，所述步骤B的具体过程为：把岩石破裂端面放在一定长度的正方形面积内，把该正方形划分为边长为R的盒子，通过改变R的值，可以得到不同情况下包含裂缝的盒子数N(R)。
进一步的技术方案是，所述步骤E中当Fc＞1.2时，岩石破裂复杂程度表征为复合破坏模式；当1.2＞Fc＞1时，岩石破裂复杂程度表征为张性劈裂模式；当1＞Fc时，岩石破裂复杂程度表征为剪切破坏模式。
本发明的有益效果：本发明结合分形几何理论，重新定义并计算页岩岩石破裂复杂程度系数，对岩石破裂形态进行准确表征，正确认识岩石破裂形态的特征以及分析破裂形态的影响因素。
附图说明
图1为本发明中盒子法计算分形维数的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明做进一步详细的说明。
本发明的一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法，包括以下步骤：
步骤A、采集岩石破裂样本，并收集岩石的基本参数，其基本参数包括岩石的破裂角、泊松比、杨氏模量、峰值应变、峰值应力；
步骤B、采用盒子法确定岩石破裂形态分数维，具体的是把岩石破裂端面放在一定长度的正方形面积内，把该正方形划分为边长为R的盒子，通过改变R的值，可以得到不同情况下包含裂缝的盒子数N(R)；
步骤C、再通过下式计算岩石的分形维数：
式中：N(R)为裂缝的条数；R为边长；D为分形维数；C为比例常数；
步骤D、根据上述计算得到的分形维数D和下式计算岩石破裂复杂程度系数Fc：
式中：Fc为岩石破裂复杂程度系数；α为岩石的破裂角；
步骤E、最后根据岩石破裂复杂程度系数Fc对岩石破裂复杂程度进行表征；
当Fc＞1.2时，岩石破裂复杂程度表征为复合破坏模式；
当1.2＞Fc＞1时，岩石破裂复杂程度表征为张性劈裂模式；
当1＞Fc时，岩石破裂复杂程度表征为剪切破坏模式。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、采集岩石破裂样本，并收集岩石的基本参数；
步骤B、确定岩石破裂形态分数维；
步骤C、再通过下式计算岩石的分形维数：
式中：N(R)为裂缝的条数；R为边长；D为分形维数；C为比例常数；
步骤D、根据上述计算得到的分形维数D和下式计算岩石破裂复杂程度系数Fc：
式中：Fc为岩石破裂复杂程度系数；α为岩石的破裂角；
步骤E、最后根据岩石破裂复杂程度系数Fc对岩石破裂复杂程度进行表征。
2.根据权利要求1所述的一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法，其特征在于，所述步骤A中基本参数包括岩石的破裂角、泊松比、杨氏模量、峰值应变、峰值应力。
3.根据权利要求1所述的一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法，其特征在于，所述步骤B的具体过程为：把岩石破裂端面放在一定长度的正方形面积内，把该正方形划分为边长为R的盒子，通过改变R的值，可以得到不同情况下包含裂缝的盒子数N(R)。
4.根据权利要求3所述的一种基于分形维数的岩石破裂复杂程度表征方法，其特征在于，所述步骤E中当Fc＞1.2时，岩石破裂复杂程度表征为复合破坏模式；当1.2＞Fc＞1时，岩石破裂复杂程度表征为张性劈裂模式；当1＞Fc时，岩石破裂复杂程度表征为剪切破坏模式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110344826A (zh) * 2019-07-29 2019-10-18 东北大学 一种基于压裂裂缝形态表征评价非常规储层可压性的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112084467B (zh) * 2020-09-21 2022-03-11 华北科技学院 一种复杂岩石裂隙网络的分形量化方法
CN112945700B (zh) * 2021-03-19 2022-10-04 中南大学 各向异性岩石的断裂判定方法
CN113239536A (zh) * 2021-05-11 2021-08-10 西南石油大学 基于树状分形的二氧化碳压裂缝自支撑能力评价方法
CN113554613B (zh) * 2021-07-21 2024-03-01 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种基于分形理论的图像处理方法及装置
CN114371187B (zh) * 2021-12-17 2023-11-03 成都理工大学 页岩孔隙定量结构复杂性测定方法、系统、介质、设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130062054A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-14 Baker Hughes Incorporated Method for determining fracture spacing and well fracturing using the method
CN108590640A (zh) * 2018-04-09 2018-09-28 西南石油大学 一种复杂裂缝网络渗透率计算方法
CN108804849A (zh) * 2018-06-22 2018-11-13 西南石油大学 一种基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104755699A (zh) * 2012-08-13 2015-07-01 普拉德研究及开发股份有限公司 水平井中的横向和轴向水力裂缝之间的竞争
WO2016118802A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Schlumberger Canada Limited Control system and method of flowback operations for shale reservoirs
US11255997B2 (en) * 2017-06-14 2022-02-22 Conocophillips Company Stimulated rock volume analysis
CA3023906A1 (en) * 2017-11-13 2019-05-13 Wesley W. JOHNSON Hydraulic fracturing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130062054A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-14 Baker Hughes Incorporated Method for determining fracture spacing and well fracturing using the method
CN108590640A (zh) * 2018-04-09 2018-09-28 西南石油大学 一种复杂裂缝网络渗透率计算方法
CN108804849A (zh) * 2018-06-22 2018-11-13 西南石油大学 一种基于结构复杂度的岩石力学参数评价方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何涛: "大港油田孔二段致密砂岩储层可压性评价研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110344826A (zh) * 2019-07-29 2019-10-18 东北大学 一种基于压裂裂缝形态表征评价非常规储层可压性的方法
CN110344826B (zh) * 2019-07-29 2021-09-07 东北大学 一种基于压裂裂缝形态表征评价非常规储层可压性的方法

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