；
[0052]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種測(cè)量頁(yè)巖巖石力學(xué)性質(zhì)的方法流程圖；
[0053]圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種測(cè)量頁(yè)巖巖石力學(xué)性質(zhì)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0055]實(shí)施例一
[0056]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)量頁(yè)巖巖石力學(xué)性質(zhì)的方法流程圖。參見(jiàn)圖1，該方法包括:
[0057]步驟101:對(duì)于三種巖心樣品中的每種巖心樣品，每種巖心樣品包括三個(gè)巖心樣品，對(duì)該三個(gè)巖心樣品進(jìn)行預(yù)定模式加載，得到該三個(gè)巖心樣品的抗壓強(qiáng)度、橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線，預(yù)定模式包括單軸應(yīng)變加載、三軸應(yīng)力加載或三軸圍壓/軸壓加卸載循環(huán)，使一個(gè)巖心樣品對(duì)應(yīng)一種預(yù)定模式，三種巖心樣品是對(duì)頁(yè)巖進(jìn)行三個(gè)方向取樣得到，且該三個(gè)方向分別為縱向、橫向和與水平方向之間的夾角為60度的斜向。
[0058]步驟102:對(duì)于該三個(gè)巖心樣品中的每個(gè)巖心樣品，根據(jù)該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線，計(jì)算該巖心樣品的彈性模量。
[0059]步驟103:根據(jù)該巖心樣品的橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線，計(jì)算該巖心樣品的泊松比。
[0060]在本發(fā)明實(shí)施例中，考慮到頁(yè)巖的特殊性，按照縱向、橫向和斜向三個(gè)方向，從頁(yè)巖巖石中取三種巖心樣品，且每種巖心樣品包括三個(gè)巖心樣品。對(duì)每種巖心樣品中的一個(gè)巖心樣品進(jìn)行單軸應(yīng)變加載，對(duì)另一個(gè)巖心樣品進(jìn)行三軸應(yīng)力加載，對(duì)最后一個(gè)巖心樣品進(jìn)行三軸圍壓/軸壓加卸載循環(huán)，這樣，對(duì)于三種加載模式，每種巖心樣品會(huì)得到三個(gè)抗壓強(qiáng)度、三個(gè)橫向應(yīng)變曲線、三個(gè)軸向應(yīng)變曲線和三個(gè)體積應(yīng)變曲線。根據(jù)每個(gè)巖心樣品的體積應(yīng)變曲線，計(jì)算每個(gè)巖心樣品的彈性模量，以及根據(jù)每個(gè)巖心樣品的橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線，計(jì)算每個(gè)巖心樣品的泊松比，從而獲取到頁(yè)巖巖心的巖石力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而使最終獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且適用于頁(yè)巖巖心。
[0061]可選地，根據(jù)該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線，計(jì)算該巖心樣品的彈性模量，包括:
[0062]在該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線上，確定該巖心樣品的彈性段曲線，體積應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的橫軸為應(yīng)變值，體積應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的縱軸為應(yīng)力值；
[0063]計(jì)算彈性段曲線的斜率；
[0064]將計(jì)算的斜率確定為該巖心樣品的彈性模量。
[0065]可選地，在該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線上，確定該巖心樣品的彈性段曲線，包括:
[0066]將該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的原點(diǎn)作為起始點(diǎn)，繪制第一切線，第一切線為體積應(yīng)變曲線的切線；
[0067]從體積應(yīng)變曲線中，選擇與第一切線重合的曲線段；
[0068]將選擇的曲線段確定為該巖心樣品的彈性段曲線。
[0069]可選地，根據(jù)該巖心樣品的橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線，計(jì)算該巖心樣品的泊松比，包括:
[0070]在該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線上，確定該巖心樣品的彈性段曲線；
[0071]獲取彈性段曲線對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值范圍；
[0072]基于應(yīng)力值范圍，從該巖心樣品的軸向應(yīng)變曲線中，確定軸向應(yīng)變曲線段；
[0073]基于應(yīng)力值范圍，從該巖心樣品的橫向應(yīng)變曲線中，確定橫向應(yīng)變曲線段；
[0074]根據(jù)橫向應(yīng)變曲線段與軸向應(yīng)變曲線段，計(jì)算該巖心樣品的泊松比。
[0075]可選地，根據(jù)橫向應(yīng)變曲線段與軸向應(yīng)變曲線段，計(jì)算該巖心樣品的泊松比，包括:
[0076]計(jì)算橫向應(yīng)變曲線段的斜率，橫向應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的橫軸為應(yīng)變值，橫向應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的縱軸為應(yīng)力值；
[0077]計(jì)算軸向應(yīng)變曲線段的斜率，軸向應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的橫軸為應(yīng)變值，軸向應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的縱軸為應(yīng)力值；
[0078]計(jì)算軸向應(yīng)變曲線段的斜率與橫向應(yīng)變曲線段的斜率之間的比值，得到該巖心樣品的泊松比。
[0079]上述所有可選技術(shù)方案，均可按照任意結(jié)合形成本發(fā)明的可選實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不再--贅述。
[0080]實(shí)施例二
[0081]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)量頁(yè)巖巖石力學(xué)性質(zhì)的方法流程圖。參見(jiàn)圖2，該方法包括:
[0082]步驟201:對(duì)于三種巖心樣品中的每種巖心樣品，每種巖心樣品包括三個(gè)巖心樣品，對(duì)該三個(gè)巖心樣品進(jìn)行預(yù)定模式加載，得到該三個(gè)巖心樣品的抗壓強(qiáng)度、橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線，預(yù)定模式包括單軸應(yīng)變加載、三軸應(yīng)力加載或三軸圍壓/軸壓加卸載循環(huán)，使一個(gè)巖心樣品對(duì)應(yīng)一種預(yù)定模式，該三種巖心樣品是對(duì)頁(yè)巖進(jìn)行三個(gè)方向取樣得到，該三個(gè)方向分別為縱向、橫向和斜向。
[0083]在本發(fā)明實(shí)施例中，考慮到頁(yè)巖層理面發(fā)育、微裂縫發(fā)育、巖石易脆等性質(zhì)，所以，評(píng)價(jià)頁(yè)巖巖石力學(xué)性質(zhì)不能采取常規(guī)的取樣及鉆取方式，需要采用特殊的取樣方式，即，首先對(duì)層理面發(fā)育、裂縫發(fā)育進(jìn)行特殊膠粘結(jié)，固結(jié)巖心后再用低震動(dòng)鉆取設(shè)備進(jìn)行取樣。由于頁(yè)巖儲(chǔ)層橫向、縱向存在極強(qiáng)的非均質(zhì)性，縱向上裂縫呈多類(lèi)型、多組系、多產(chǎn)狀、多方向的特征；優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖段橫向上裂縫呈多類(lèi)型、多組系、多方向的特征。因此，取樣方式采取斜向、縱向和橫向三種方式取心。斜向是與水平方向之間的夾角為60度的方向，縱向是與水平方向之間的夾角為90度的方向，橫向是與水平方向之間的夾角為180度的方向，也即，水平方向。
[0084]由于頁(yè)巖儲(chǔ)層特殊的地質(zhì)特征決定了實(shí)驗(yàn)?zāi)M特殊性，且裂縫因素是頁(yè)巖開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素，因此頁(yè)巖儲(chǔ)層層理面裂縫、天然裂縫、人工裂縫等因素對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響較大，同時(shí)，頁(yè)巖儲(chǔ)層水平層理面發(fā)育、巖石脆性指數(shù)高，對(duì)頁(yè)巖非均質(zhì)性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究也是十分必要的。所以，針對(duì)以上頁(yè)巖儲(chǔ)層的特點(diǎn)，形成了頁(yè)巖單軸應(yīng)變加載模式、三軸應(yīng)力加載和三軸圍壓/軸壓加卸載循環(huán)模式等加載方法，適合于頁(yè)巖室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法。
[0085]在對(duì)巖心進(jìn)行加工時(shí)，選擇設(shè)備為小功率、低轉(zhuǎn)速的制樣設(shè)備，保證小剪切力和低摩擦，盡可能減少對(duì)頁(yè)巖顆粒結(jié)構(gòu)的沖擊與對(duì)裂縫的撕裂。另外，為了確保天然巖心符合實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在取出密封在玻璃纖維套筒中的巖心，進(jìn)行描述、取樣等操作時(shí)，盡可能保持頁(yè)巖的天然含水量。而用薄膜、錫紙和蠟重新密封好巖心，貯存在4°C的冰箱中，這種方法可以很好地保持樣品的天然含水量。
[0086]另外，由于進(jìn)行巖石力學(xué)性質(zhì)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)都是破壞性實(shí)驗(yàn)，所以，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的巖心樣品不能二次利用，而本發(fā)明實(shí)施例中，需要對(duì)于每種巖心樣品分別進(jìn)行單軸應(yīng)變加載、三軸應(yīng)力加載和三軸圍壓/軸壓加卸載循環(huán)三種加載模式，所以，每種巖心樣品至少包括三個(gè)巖心樣品，這樣，一個(gè)巖心樣品對(duì)應(yīng)一種加載模式。比如，對(duì)于縱向巖心樣品，該縱向巖心樣品包括三個(gè)巖心樣品，對(duì)第一個(gè)巖心樣品進(jìn)行單軸應(yīng)變加載，得到該巖心樣品的抗壓強(qiáng)度、橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線；對(duì)第二個(gè)巖心樣品進(jìn)行三軸應(yīng)力加載，得到該巖心樣品的抗壓強(qiáng)度、橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線；以及對(duì)第三個(gè)巖心樣品進(jìn)行三軸圍壓/軸壓加卸載循環(huán)加載，得到該巖心樣品的抗壓強(qiáng)度、橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線。
[0087]其中，由于巖心樣品為圓柱形的，所以，單軸應(yīng)變加載模式為在該巖心樣品的軸向方以一分鐘多少毫米變形量的速度進(jìn)行加載，三軸應(yīng)力加載模式為在該巖心樣品的橫向上加一個(gè)圍壓，并在該巖心樣品的軸向上加一個(gè)壓力，且速度可以為一分鐘多少M(fèi)Pa。而三軸圍壓/軸壓加卸載循環(huán)加載模式為進(jìn)行一周期的加載，在下一周期進(jìn)行卸載的模式。
[0088]其中，抗壓強(qiáng)度、彈性模量和泊松比是衡量頁(yè)巖巖石力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)，而抗壓強(qiáng)度在對(duì)巖心樣品進(jìn)行加載的過(guò)程中可以直接得到，彈性模塊和泊松比需要根據(jù)該巖心樣品的橫向應(yīng)變曲線、軸向應(yīng)變曲線和體積應(yīng)變曲線進(jìn)行計(jì)算得到，具體如下。
[0089]步驟202:對(duì)于該三個(gè)巖心樣品中的每個(gè)巖心樣品，在該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線上，確定該巖心樣品的彈性段曲線，體積應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的橫軸為應(yīng)變值，體積應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的縱軸為應(yīng)力值。
[0090]具體地，將該巖心樣品的體積應(yīng)變曲線所在坐標(biāo)系的原點(diǎn)作為起始點(diǎn)，繪制第一切線，第一切線為體積應(yīng)變曲線的切線；從該體積應(yīng)變曲線中，選擇與第一切線重合的曲線段；將選擇的曲線段確定為該巖心樣品的彈性段曲線。
[0091 ] 由于對(duì)巖心樣品進(jìn)行加載時(shí),該巖心樣品的橫向和軸向都會(huì)產(chǎn)生變形，所以，從該巖心樣品的體積