CN117470956A - 岩石共振频率确定方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石共振频率确定方法、装置及系统，其中，该方法包括：将待测试岩石设置于岩石共振频率确定系统中，对所述待测试岩石进行质量测量操作；响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定，对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息；当获取的所述待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息；根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率。通过本发明，可以提高岩石的再利用率，降低样品的整体采样成本。

Description

岩石共振频率确定方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及天然气开发技术领域，具体涉及一种岩石共振频率确定方法、装置及系统。

背景技术

共振储层改造技术是一种新型的非常规天然气开发技术，获取岩石样品的共振频率是进行高效共振储层改造的必要阶段。目前已提出了部分测量煤岩样品共振频率的方法，但是这些方法中的振动源往往直接接触岩石样品，这会对岩石样品造成不可逆的破坏，从而降低了岩石样品的再利用率，提高了岩石样品的整体采样成本。

发明内容

本发明提供一种岩石共振频率确定方法、装置及系统，以解决上述提及的至少一个问题。

根据本发明的第一方面，提供一种岩石共振频率确定方法，所述方法包括：将待测试岩石设置于岩石共振频率确定系统中，对所述待测试岩石进行质量测量操作；响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定，对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息；当获取的所述待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息；根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率。

具体地，根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率包括：根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定其中最大的质量变化信息；将与所述最大的质量变化信息对应的声波频率确定为所述待测试岩石的共振频率。

优选地，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息包括：根据所述待测试岩石在每个声波频率作用下的最大质量信息和最小质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

进一步地，响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定之后，所述方法还包括：获取所述待测试岩石的稳定的质量信息，并保存为背景质量信息。

根据本发明的第二方面，提供一种岩石共振频率确定装置，所述装置包括：质量测量单元，用于对所述待测试岩石进行质量测量操作；声波发生单元，用于响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定，对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息，其中，所述声波发生单元与所述待测试岩石未接触；质量变化信息确定单元，用于当获取的所述待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息；共振频率确定单元，用于根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率。

具体地，所述共振频率确定单元具体用于：根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定其中最大的质量变化信息；将与所述最大的质量变化信息对应的声波频率确定为所述待测试岩石的共振频率。

优选地，所述质量变化信息确定单元具体用于：根据所述待测试岩石在每个声波频率作用下的最大质量信息和最小质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

进一步地，所述装置还包括：存储单元，用于获取所述待测试岩石的稳定的质量信息，并保存为背景质量信息。

根据本发明的第三方面，提供一种岩石共振频率确定系统，所述系统包括：上述的岩石共振频率确定装置，所述系统还包括：共振反应单元，用于放置所述待测试岩石。

优选地，所述共振反应单元为立方体，所述待测试岩石放置在所述立方体内的底部，所述立方体顶部设置有与所述待测试岩石尺寸相应的孔，所述声波发生单元设置在在所述孔中，所述声波发生单元与所述立方体、所述待测试岩石均未接触。

同时，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法。

同时，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

由上述技术方案可知，在对待测试岩石进行质量测量操作的结果为其质量信息稳定时，对该待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取该待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息，当获取的待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息，之后根据各质量变化信息确定待测试岩石的共振频率，通过非接触式的声波发生操作，可以在保证待测试岩石不发生显著机械破坏的前提下测量岩石共振频率，从而可以提高岩石样品的再利用率，降低岩石样品的整体采样成本。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是根据本发明实施例的岩石共振频率确定系统的结构框图；

图2是根据本发明实施例的岩石共振频率确定装置10的结构框图；

图3是根据本发明实施例的系统示例图；

图4是根据本发明实施例的基于图3所示系统的岩石共振频率确定流程图；

图5是根据本发明实施例的不同声波频率下的质量-时间变化曲线图；

图6是根据本发明实施例的岩石共振频率确定方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

鉴于目前的测量煤岩样品共振频率方法会对岩石样品造成不可逆的破坏，从而降低了岩石样品的再利用率，提高了岩石样品的整体采样成本。基于此，本发明实施例提供一种岩石共振频率确定方案，该方案采用非接触式的声波测量方法，可以在保证岩石样品不发生显著机械破坏的前提下测量岩石共振频率，从而可以提高岩石的再利用率，降低样品的整体采样成本。

以下结合附图对本发明实施例进行详细的描述。

图1是根据本发明实施例的岩石共振频率确定系统的结构框图，如图1所示，该系统包括：岩石共振频率确定装置10和共振反应单元20，其中，共振反应单元20用于放置所述待测试岩石，岩石共振频率确定装置10用于对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以此确定所述待测试岩石的共振频率。通过非接触式的声波发生操作，可以保证岩石样品不发生显著机械破坏，从而可以提高岩石样品的再利用率，降低样品的整体采样成本。

以下分别详细描述岩石共振频率确定装置10和共振反应单元20。

参见图2所示，该岩石共振频率确定装置10包括：质量测量单元101、声波发生单元102、质量变化信息确定单元103和共振频率确定单元104，其中：

质量测量单元101，用于对所述待测试岩石进行质量测量操作，即测量岩石质量。

声波发生单元102，用于响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定，对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息，其中，所述声波发生单元与所述待测试岩石未接触。

质量变化信息确定单元103，用于当获取的所述待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

这里的预定条件可以依据实际情况而定，例如，可以是质量变化稳定、质量变化呈显著周期性变化等。

在一个实施例中，质量变化信息确定单元103可以根据所述待测试岩石在每个声波频率作用下的最大质量信息和最小质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

共振频率确定单元104，用于根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率。

具体而言，共振频率确定单元104根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定其中最大的质量变化信息，之后将与所述最大的质量变化信息对应的声波频率确定为所述待测试岩石的共振频率。

通过在质量测量单元101对待测试岩石进行质量测量操作的结果为其质量信息稳定时，声波发生单元102对待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取该待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息，当获取的待测试岩石的质量信息符合预定条件时，质量变化信息确定单元103根据待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息，之后共振频率确定单元104根据各质量变化信息确定待测试岩石的共振频率，通过非接触式的声波发生操作，可以在保证待测试岩石不发生显著机械破坏的前提下测量岩石共振频率，从而可以提高岩石的再利用率，降低样品的整体采样成本。

在具体实施时，上述装置还可以包括：存储单元，用于获取质量测量单元101测量的待测试岩石的稳定的质量信息，并保存为背景质量信息，以便于测试后期使用。

在实际操作中，上述各单元可以组合设置、也可以单一设置，本发明不限于此。

上述共振反应单元20可以是一个立方体，待测试岩石放置在立方体内的底部，立方体顶部设置有与待测试岩石尺寸相应的孔，上述声波发生单元102可以设置在在所述孔中，声波发生单元102与所述立方体、所述待测试岩石均未接触。以此实现非接触式的声波发生操作，保证待测试岩石不发生显著机械破坏，从而可以提高岩石的再利用率，降低样品的整体采样成本。

为了更好地理解本发明，以下结合图3和图4对本发明实施例进行详细描述。

图3是根据本发明实施例的系统示例图，图4是基于该系统的岩石共振频率确定流程图，参见图3、图4所示，该流程具体包括如下步骤401-405，以下分别描述各步骤。

步骤401、搭建非接触式共振频率测量系统。

参见图3，首先搭建基于声波的非接触式共振频率测量系统。组装共振反应室1(对应于上述的共振反应单元20)，共振反应室1尺寸宜为300mm×300mm×300mm，也可以是其他尺寸，可依据实际情况而定。共振反应室1壁面内填充可靠的阻声材料，保障声波在反应室1内不外溢。共振反应室1内腔底部放置岩石样品2(即，待测试岩石)，岩石样品尺寸应不超过100mm×100mm×100mm(该尺寸可与共振反应室1的具体尺寸相应，具体视实际情况而定)，且截面平整、规则，可平稳放置。共振反应室1顶部中央开孔，例如，圆孔或者其他形状的孔。如果是圆孔，则尺寸应不超过100mm，该尺寸可与岩石样品尺寸相对应，具体视实际情况而定。圆孔内悬挂放置声波发射器3，且声波发射器3不与共振反应室1直接接触。声波发生器3产生声波的频率和振幅可经导线4由控制器5调节。这里的声波发生器3、导线4和控制器5，具有上述声波发生单元的功能。

在具体实施时，控制器5所调节的声波频率范围为0-100kHz，声波振幅不应超过50dB。共振反应室1和岩石样品2可直接置于质量测量平台6上，质量测量平台6配备高精度质量测量装置7(对应于上述的质量测量单元101)，装置测量精度不低于0.001g，测量频率不低于100kHz。高精度质量测量装置7所测试数据可经数据传输线8由数据存储器9(对应于上述的存储单元)存储，存储数据应与高精度质量测量装置7所测试数据保持一致，存储量不低于64GB。

步骤402、启动高精度质量测量系统。

按步骤401要求搭建系统后，在共振反应室1内放置岩石样品2，启动高精度质量测量系统(高精度质量测量装置7、数据传输线8和数据存储器9)，观测所测量质量数据的稳定情况。若所测量基本稳定且未呈显著周期性变化，说明装置状态良好、无明显环境干扰，并记录该状态下的背景质量值。

步骤403、启动声波发生系统。

在高精度质量测量装置7和数据存储器9保持开启状态下，启动声波发生系统(声波发射器3、导线4和控制器5)，并利用控制器5将声波频率设置为1kHz、振幅设置为10dB，观测高精度质量测量装置7和数据存储器9所获取的质量数据。待质量变化稳定且呈显著周期性变化后，存储数据记录。

步骤404、获取质量、时间变化曲线。

逐次调增声波频率值，分别重复步骤403，记录各声波频率值所对应的质量和对应时间，分别绘制如图5所示的质量-时间变化曲线，并记录对应于各频率的质量变化幅值。

质量变化赋值计算公式为：

A_Mf＝M_{max f}-M_{min f}

式中：M_{max f}为声波频率f对应的最大测试质量，M_{min f}为声波频率f对应的最小测试质量，A_Mf为声波频率f对应的质量变化幅值。

步骤405、结合各频率的关键参数，拾取共振频率，即，确定岩石样品的共振频率。

结合步骤405记录的共振频率及对应质量变化幅值，最大质量变化幅值所对应的频率即为该岩石样品2的共振频率。例如，参见图5所示的质量-时间变化曲线，其中，频率20KHZ对应的质量变化幅值最大，则确定岩石样品的共振频率为20KHZ。

通过上述非接触式的岩石共振频率确定流程，可以在保证岩石样品不发生显著机械破坏的前提下测量岩石共振频率，从而可以提高岩石样品的再利用率，降低样品的整体采样成本。

基于相似的发明构思，本发明实施例还提供一种岩石共振频率确定方法，该方法可应用于上述岩石共振频率确定系统，在实施该方法时，需要将待测试岩石设置于岩石共振频率确定系统中。

图6是该岩石共振频率确定方法的流程图，如图6所示，该方法包括步骤601-604：

步骤601，对所述待测试岩石进行质量测量操作。

步骤602，响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定，对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息。

在一个实施例中，可以获取所述待测试岩石的稳定的质量信息，并保存为背景质量信息，以便于后续测试的使用。

步骤603，当获取的所述待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

在一个实施例中，可以根据所述待测试岩石在每个声波频率作用下的最大质量信息和最小质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

步骤604，根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率。

具体地，可以根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定其中最大的质量变化信息；将与所述最大的质量变化信息对应的声波频率确定为所述待测试岩石的共振频率。

本发明实施例在对待测试岩石进行质量测量操作的结果为其质量信息稳定时，对该待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取该待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息，当获取的待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息，之后根据各质量变化信息确定待测试岩石的共振频率，通过非接触式的声波发生操作，可以在保证待测试岩石不发生显著机械破坏的前提下测量岩石共振频率，从而可以提高岩石的再利用率，降低样品的整体采样成本。

上述各步骤的具体执行过程，可以参见上述系统及装置实施例中的描述，此处不再赘述。

本实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照上述方法实施例进行实施及岩石共振频率确定装置/系统的实施例进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现上述岩石共振频率确定方法的步骤。

综上所述，本发明实施例提出的一种基于声波的非接触式岩石共振频率测量方法，通过设置与岩石样品非接触式的声波发生器，可以在保证岩石不发生显著机械破坏的前提下测量岩石共振频率，提高了岩石样品的再利用率，降低了岩石样品的整体采样成本。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种岩石共振频率确定方法，其特征在于，将待测试岩石设置于岩石共振频率确定系统中，所述方法包括：

对所述待测试岩石进行质量测量操作；

响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定，对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息；

当获取的所述待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息；

根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率包括：

根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定其中最大的质量变化信息；

将与所述最大的质量变化信息对应的声波频率确定为所述待测试岩石的共振频率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息包括：

根据所述待测试岩石在每个声波频率作用下的最大质量信息和最小质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定之后，所述方法还包括：

获取所述待测试岩石的稳定的质量信息，并保存为背景质量信息。

5.一种岩石共振频率确定装置，其特征在于，所述装置包括：

质量测量单元，用于对所述待测试岩石进行质量测量操作；

声波发生单元，用于响应于质量测量操作的结果为所述待测试岩石的质量信息稳定，对所述待测试岩石进行非接触式的声波发生操作，以获取所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息，其中，所述声波发生单元与所述待测试岩石未接触；

质量变化信息确定单元，用于当获取的所述待测试岩石的质量信息符合预定条件时，根据所述待测试岩石在不同声波频率作用下的质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息；

共振频率确定单元，用于根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定所述待测试岩石的共振频率。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述共振频率确定单元具体用于：

根据所述与各声波频率对应的质量变化信息确定其中最大的质量变化信息；

将与所述最大的质量变化信息对应的声波频率确定为所述待测试岩石的共振频率。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述质量变化信息确定单元具体用于：

根据所述待测试岩石在每个声波频率作用下的最大质量信息和最小质量信息确定与各声波频率对应的质量变化信息。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

存储单元，用于获取所述待测试岩石的稳定的质量信息，并保存为背景质量信息。

9.一种岩石共振频率确定系统，其特征在于，所述系统包括：如权利要求5至8中任一项所述的岩石共振频率确定装置，所述系统还包括：

共振反应单元，用于放置所述待测试岩石。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述共振反应单元为立方体，所述待测试岩石放置在所述立方体内的底部，所述立方体顶部设置有与所述待测试岩石尺寸相应的孔，所述声波发生单元设置在在所述孔中，所述声波发生单元与所述立方体、所述待测试岩石均未接触。