一种地表露头与岩心岩石力学层划分方法及系统与流程

本发明涉及储层地质研究技术领域，尤指一种地表露头与岩心岩石力学层划分方法及系统。

背景技术：

岩石力学层是指岩石力学行为相近或岩石力学性质相一致的岩层，岩石力学层由岩石力学层界面和岩石力学单元组成，其中岩石力学界面限定了岩石力学单元。

岩石力学层的分布影响着天然裂缝、断层、褶皱局部构造的形成与分布。目前，对于岩石力学层划分的研究处于探索阶段，在地表露头中，技术人员在2003年提出了依据岩性变化，通过肉眼可明显观察到沉积学地层界面，若地层界面处有裂缝终止现象，则将其识别为岩石力学层界面，这是野外定性识别岩石力学层的方法。但肉眼识别具有一定的误差以及局限性，易忽略不明显但重要的界面，且在地表露头观察中，总能同时观察到有些裂缝终止于界面处，而有些裂缝切穿该界面，不同界面对不同尺度裂缝的限制能力存在差异。

针对岩心岩石力学层的划分，技术人员在2009年提出了通过测量岩石的岩石力学参数，划分并确定岩石力学层，但此方法要求大量拾取岩石样品，可操作性性差。

综上所述，目前对地表露头和岩心的岩石力学层划分方法具有局限性、误差大、可操作性差。如何有效的划分岩石力学层，弄清岩石力学层的分布，对深入研究天然裂缝、断层、褶皱局部构造的形成与分布具有重要的意义。

技术实现要素：

为解决上述问题，实现有效的划分岩石力学层，弄清岩石力学层的分布，本发明提出了一种地表露头与岩心岩石力学层划分方法及系统，能在地表露头和岩心观察时现场对地表露头和岩心进行岩石力学层的划分，从而在岩石力学层划分的基础上，方便基于地表露头和岩心观察开展天然裂缝、断层、褶皱局部构造的形成与分布等方面的深入研究。

在本发明一实施例中，提出了一种地表露头与岩心岩石力学层划分方法，该方法包括：

获取在目标地层的地表露头和岩心上测量的岩层的回弹值，根据所述回弹值得到岩石的相对岩石力学性质；

根据所述目标地层的地表露头和岩心天然裂缝，获取岩石界面的裂缝终止数及裂缝贯穿数，得到天然裂缝终止的概率β；

根据预设临界值α，当β≥α时，判定相应的岩石界面为岩石力学层界面；

根据所述岩石力学层界面，确定岩石力学层界面的纵向分布规律数据；

在所述目标地层的地表露头和岩心上划分岩性层，并确定所述岩性层的纵向分布规律数据；

根据所述岩石的相对岩石力学性质，所述岩石的相对岩石力学性质为岩石回弹值大小，确定相对岩石力学性质的纵向分布规律数据；

根据所述岩性层、相对岩石力学性质及岩石力学层界面的纵向分布规律数据划分得到岩石力学层。

在本发明另一实施例中，还提出了一种地表露头与岩心岩石力学层划分系统，该系统包括：

相对岩石力学性质计算模块，用于在目标地层的地表露头和岩心上测量岩层的回弹值，根据所述回弹值得到岩石的相对岩石力学性质；

天然裂缝终止概率计算模块，用于根据所述目标地层的地表露头和岩心天然裂缝，获取岩石界面的裂缝终止数及裂缝贯穿数，得到天然裂缝终止的概率β；

岩石力学层界面判断模块，用于根据设置的临界值α判断α及β的大小关系，当β≥α时，判定相应的岩石界面为岩石力学层界面；

根据所述岩石力学层界面，确定岩石力学层界面的纵向分布规律数据；

在所述目标地层的地表露头和岩心上划分岩性层，并确定所述岩性层的纵向分布规律数据；

根据所述岩石的相对岩石力学性质，所述岩石的相对岩石力学性质为岩石回弹值大小，确定相对岩石力学性质的纵向分布规律数据；

根据所述岩性层、相对岩石力学性质及岩石力学层界面的纵向分布规律数据划分得到岩石力学层。

在本发明另一实施例中，还提出了一种计算机设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现地表露头与岩心岩石力学层划分方法。

在本发明另一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行地表露头与岩心岩石力学层划分方法的计算机程序。

本发明提出的地表露头与岩心岩石力学层划分方法及系统可以在地表露头和岩心观察时，现场对地表露头和岩心进行岩石力学层的划分，该方法及系统可操作性简易，适用性强，能够准确地划分岩石力学层，为开展天然裂缝、断层、褶皱局部构造的形成与分布等方面的深入研究提供了有效的信息支持，能够广泛应用于各种岩性的地层中。

附图说明

图1是本发明一实施例的地表露头与岩心岩石力学层划分方法流程图。

图2是本发明一实施例的岩石力学层划分技术路线示意图。

图3是本发明一实施例的地表露头与岩心岩石力学层划分系统架构示意图。

图4是本发明—实施例的鄂尔多斯盆地延长组某剖面岩石力学层划分图。

图5是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

根据本发明的实施方式，提出了一种地表露头与岩心岩石力学层划分方法及系统，可以根据在地表露头和岩心观察时测量的岩层的回弹值，确定岩层的相对岩石力学性质；根据天然裂缝终止概率确定岩石力学层界面；根据岩性变化，确定岩性纵向分布；最后，综合岩性层、相对岩石力学性质、岩石力学层界面的纵向分布划分岩石力学层。该方法及系统为地表露头和岩心观察时划分岩石力学层提供一种新的途径，为开展天然裂缝、断层、褶皱局部构造形成与分布等的深入研究提供依据。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

图1是本发明一实施例的地表露头与岩心岩石力学层划分方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤s101，获取在目标地层的地表露头和岩心上测量的岩层的回弹值，根据所述回弹值得到岩石的相对岩石力学性质。

其中，在地表露头和岩心观察中为了获取相对的岩石力学性质，可以利用岩石测试回弹仪或施密特锤(schmidthammer)在地表露头和岩心上测量不同岩层及相同岩层不同部位的回弹值，可以反映岩石的相对强度，即岩石的相对岩石力学性质。

为了避免测量的随机性，可以在测量中对同一测点可以测量多个回弹值，计算得到所述多个回弹值的平均值作为相应测点的回弹值。

步骤s102，根据所述目标地层的地表露头和岩心天然裂缝，获取岩石界面的裂缝终止数及裂缝贯穿数，得到天然裂缝终止的概率β。

天然裂缝终止的概率β的计算公式如下：

其中，a为岩石界面的裂缝终止数；b为岩石界面的裂缝终止数及裂缝贯穿数的总和。

步骤s103，根据预设临界值α，当β≥α时，判定相应的岩石界面为岩石力学层界面。

在一实施例中，步骤s102、步骤s103在实际操作中，是先根据地表露头和岩心天然裂缝观察，统计不同类型不同级别的界面对不同规模天然裂缝终止的概率。然后综合考虑天然裂缝的规模及分布样式，在地质统计的基础上，确定岩石力学层界面终止天然裂缝概率的临界值α。

进一步的，再根据界面对天然裂缝限制的概率判断岩石力学层界面，即当界面对天然裂缝终止的概率β≥α时，该界面可以作为岩石力学界面；当该界面对天然裂缝终止的概率β＜α时，该界面为非岩石力学层界面。

步骤s104，根据所述岩石力学层界面，确定岩石力学层界面的纵向分布规律数据。

步骤s105，在所述目标地层的地表露头和岩心上划分岩性层，并确定所述岩性层的纵向分布规律数据。

步骤s106，根据所述岩石的相对岩石力学性质，即岩石的回弹值大小，确定相对岩石力学性质的纵向分布规律数据。

步骤s107，根据所述岩性层、相对岩石力学性质及岩石力学层界面的纵向分布规律数据划分得到岩石力学层。

需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

为了对上述地表露头与岩心岩石力学层划分方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。

参考图2所示，为本发明一实施例的岩石力学层划分技术路线示意图。

以鄂尔多斯盆地为例，结合图1及图2所示，对该盆地延长组地表露头进行岩石力学层划分，取得了理想效果。

首先，在对鄂尔多斯盆地延长组地表露头观察时，根据岩性的差异划分砂泥岩剖面。

然后，利用回弹仪测量不同岩层及相同岩层不同部位的回弹值r，弄清相对岩石力学性质的纵向分布；

统计发现砂岩的回弹值r主要分布在55-75之间；

泥岩的回弹值r主要分布在20-35之间；

泥质砂岩的回弹值r主要分布在35-60之间。

进一步的，统计不同类型不同级别的界面对不同规模天然裂缝终止的概率，根据天然裂缝的规模及分布样式，确定岩石力学层界面终止天然裂缝概率的临界值α为20％，则当界面对天然裂缝终止的概率≥20％时，该界面可以作为岩石力学界面；当该界面对天然裂缝终止的概率＜20％时，该界面为非岩石力学层界面。

基于前述步骤得到的数据，根据所述岩石力学层界面，确定岩石力学层界面的纵向分布规律数据。

在所述目标地层的地表露头和岩心上划分岩性层，并确定所述岩性层的纵向分布规律数据。

根据所述岩石的相对岩石力学性质，即岩石回弹值的大小，确定相对岩石力学性质的纵向分布规律数据。

最后，综合岩性层、相对岩石力学性质及岩石力学层界面的纵向分布规律数据，确定并划分岩石力学层。

参考图4所示，为鄂尔多斯盆地延长组某剖面岩石力学层划分图，图中标记出了裂缝、粉砂岩、细砂岩、泥页岩及划分出的岩石力学层；在岩石力学层2、岩石力学层3中标记出的数值68、60、43、54分别为回弹值。

根据划分结果及图4可知，岩石力学层与岩性层并非一一对应，天然裂缝发育在相应的岩石力学层单元内，终止于相应的岩石力学层界面，与实际地质情况相吻合。

在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图3对本发明示例性实施方式的地表露头与岩心岩石力学层划分系统进行介绍。

地表露头与岩心岩石力学层划分系统的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”或者“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置可以通过软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种地表露头与岩心岩石力学层划分系统，如图3所示，该系统包括：

相对岩石力学性质计算模块310，用于获取在目标地层的地表露头和岩心上测量的岩层的回弹值，根据所述回弹值得到岩石的相对岩石力学性质。

在一实施例中，回弹值获取的方式，可以是通过岩石测试回弹仪或施密特锤(schmidthammer)，在地表露头和岩心上测量的不同岩层及相同岩层不同部位的回弹值；其中，为避免测量的随机性，可以在测量中对同一测点测量多个回弹值，计算得到所述多个回弹值的平均值作为相应测点的回弹值。

天然裂缝终止概率计算模块320，用于根据所述目标地层的地表露头和岩心天然裂缝，获取岩石界面的裂缝终止数及裂缝贯穿数，得到天然裂缝终止的概率β；其中，天然裂缝终止的概率β的计算公式如下：

其中，a为岩石界面的裂缝终止数；b为岩石界面的裂缝终止数及裂缝贯穿数的总和。

岩石力学层界面判断模块330，用于根据设置的临界值α判断α及β的大小关系，当β≥α时，判定相应的岩石界面为岩石力学层界面；

在一实施例中，可以根据岩心天然裂缝的规模及分布样式，在地质统计的基础上确定岩石力学层界面的天然裂缝终止概率临界值α；

当β≥α时，判定相应的岩石界面为岩石力学层界面；

当β＜α时，判定相应的岩石界面为非岩石力学层界面。

纵向分布规律数据获取模块340，用于根据所述岩石力学层界面，确定岩石力学层界面的纵向分布规律数据；在所述目标地层的地表露头和岩心上划分岩性层，并确定所述岩性层的纵向分布规律数据；根据所述岩石的相对岩石力学性质，即岩石的回弹值大小，确定相对岩石力学性质的纵向分布规律数据。

划分模块350，用于根据所述岩性层、相对岩石力学性质及岩石力学层界面的纵向分布规律数据划分得到岩石力学层。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了地表露头与岩心岩石力学层划分系统的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

基于前述发明构思，如图5所示，本发明还提出了一种计算机设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，所述处理器520执行所述计算机程序530时实现前述地表露头与岩心岩石力学层划分方法。

基于前述发明构思，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行地表露头与岩心岩石力学层划分方法的计算机程序。

本发明提出的地表露头与岩心岩石力学层划分方法及系统可以在地表露头和岩心观察时，现场对地表露头和岩心进行岩石力学层的划分，该方法及系统可操作性简易，适用性强，能够准确地划分岩石力学层，为开展天然裂缝、断层、褶皱局部构造的形成与分布等方面的深入研究提供了有效的信息支持，能够广泛应用于各种岩性的地层中。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。