用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置及其測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，旨在解決常規(guī)頁巖各向異性測(cè)量方法需要至少取心3次，無法真實(shí)的反映頁巖真實(shí)地應(yīng)力狀態(tài)下各向異性的問題。所述裝置包括：加壓機(jī)構(gòu)、聲電測(cè)試機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)三部分組成，加壓機(jī)構(gòu)可以沿著XYZ三個(gè)方向施加不同的壓力，更加真實(shí)的模擬地層條件下的頁巖在地層條件下的應(yīng)力狀態(tài)。聲電測(cè)試機(jī)構(gòu)可以測(cè)量與頁巖層理成0°、45°、90°時(shí)的聲波和電阻率。通過測(cè)得的聲波和電阻率信息得到頁巖的聲學(xué)、電學(xué)各向異性。本發(fā)明巖樣獲取簡單，成功率高，測(cè)量結(jié)果真實(shí)可靠，可以為儲(chǔ)層厚度的準(zhǔn)確估算、含水飽和度的準(zhǔn)確估算、壓裂施工方案設(shè)計(jì)等提供參考依據(jù)。
【專利說明】
用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置及其測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于石油勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè) 試裝置及其測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁巖是黏土巖的一種，由于黏土物質(zhì)經(jīng)壓實(shí)作用、脫水作用、重結(jié)晶作用后形成有 微小礦物組成，粒徑小于l/256mm，具有頁狀或薄片層里狀，脆性強(qiáng)，透水性很差。復(fù)雜的地 質(zhì)構(gòu)造、埋藏深、地應(yīng)力復(fù)雜以及成熟度不同是使得頁巖各向異性強(qiáng)的原因。準(zhǔn)確評(píng)價(jià)頁巖 的各向異性對(duì)于認(rèn)識(shí)頁巖氣儲(chǔ)層的厚度、含水飽和度的估算，壓裂施工中制定合適的閉合 壓力，形成縱橫交錯(cuò)的裂隙網(wǎng)絡(luò)，確定合適的安全密度窗口從而對(duì)確保井壁穩(wěn)定性等具有 重要的意義。
[0003] 頁巖可以看作是橫向各向同性介質(zhì)，對(duì)于橫向各向同性介質(zhì)，共含有5個(gè)獨(dú)立常 數(shù)，分別為〇11、(：13、〇33工44、〇66，其中，(311為第一彈性常數(shù)，(：13為第五彈性參數(shù)，〇33為第四彈 性常數(shù)，C 44為第二彈性常數(shù)，C66為第三彈性參數(shù)。目前，頁巖各向異性5個(gè)獨(dú)立的彈性力學(xué) 的獲得參數(shù)主要有兩種方法。第一種方法取出于層理面成0°、45°、90°的3塊柱塞狀頁巖，分 別將柱塞樣品放入巖心夾持器中施加相應(yīng)的壓力，測(cè)得縱橫波波速，得到頁巖的5個(gè)彈性參 數(shù)，進(jìn)而根據(jù)縱橫波波速得到頁巖的各向異性參數(shù)。第二種方法是只取一塊平行層理的柱 狀巖樣，第一、第二、第三波速的通過巖樣頂端和底端兩個(gè)聲波收發(fā)裝置獲得，而第四和第 五波速則通過設(shè)置在巖樣側(cè)壁的聲波收發(fā)裝置獲得。但是傳統(tǒng)的方法存在一定的不足，首 先針對(duì)第一種方法，實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備至少3個(gè)樣品，且頁巖脆性高，粘土礦物含量高易水化膨 脹，而在取心過程中必須用到水，容易造成頁巖沿層理面破裂，與頁巖層理成45°的巖樣更 是很難獲得，使得實(shí)驗(yàn)很難開展。頁巖具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性，三個(gè)樣品在礦物組成以及巖石 力學(xué)性質(zhì)上會(huì)存在一定的差異，造成所得到的頁巖各向異性無法真實(shí)的反應(yīng)巖石的性質(zhì)。 第二種方法采用一塊樣品就可以完成五種波速的測(cè)量，但是第四波速和第五波速是在無應(yīng) 力條件下測(cè)得的，頁巖微裂縫發(fā)育，在原地條件下裂縫呈現(xiàn)不同的形態(tài)，裂縫的閉合程度對(duì) 頁巖的各向異性有重要影響，為了更好的指導(dǎo)壓裂施工，更加真實(shí)的反應(yīng)頁巖的各向異性， 在用聲波波速反應(yīng)頁巖各向異性的過程中要在原地有效應(yīng)力下進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出一種在模擬地層條件下頁巖所受應(yīng)力狀態(tài)下頁巖的聲學(xué) 和電學(xué)各向異性的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置及方法。
[0005] 本發(fā)明用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，所述的頁巖呈立方體結(jié)構(gòu)，包 括：
[0006] 沿XYZ三個(gè)方向分別模擬地層條件下的最小水平主應(yīng)力、最大水平主應(yīng)力、垂向應(yīng) 力向測(cè)試頁巖進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)；
[0007] 在與頁巖層理成0°的兩個(gè)相對(duì)的面上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引線座與一臺(tái)電 阻率引線座，與在與頁巖層理成90°的兩個(gè)相面對(duì)的面上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引線座 與一臺(tái)電阻率引線座，與在與頁巖層理成45°的兩個(gè)對(duì)向棱上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引 線座，以及與各所述的聲波引線座通過導(dǎo)線連接的聲波發(fā)射器，與各電阻率引線座通過導(dǎo) 線連接的電橋儀;所述的聲波引線座、電阻率引線座、聲波發(fā)射器、電橋儀組成聲電測(cè)試機(jī) 構(gòu)；
[0008] 還包括與所述的聲波發(fā)射器、電橋儀、示波器分別連接的數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)；
[0009] 所述的聲波發(fā)射器發(fā)射聲波，所述聲波通過聲波引線座垂直頁巖層理面?zhèn)鞑?、?行頁巖層理面?zhèn)鞑?、與頁巖層理面成45°傳播，所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)采集聲波垂直頁巖層理面 傳播的橫縱波速度、平行頁巖層理面?zhèn)鞑サ臋M縱波速度、與頁巖層理面成45°傳播的縱波速 度；
[0010] 所述電橋儀通過所述的電阻率引線座得到垂直層理的頁巖電阻、平行層理的頁巖 的電阻，所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)根據(jù)垂直層理的頁巖電阻、平行層理的頁巖電阻獲得頁巖的電 阻率各項(xiàng)異性指數(shù)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的加壓機(jī)構(gòu)包括與所述頁巖的6個(gè)面分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的加壓板以及 與所述加壓板一一對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)所述加壓板的加壓栗。
[0012] 進(jìn)一步地，頁巖的對(duì)角棱上設(shè)有楔形凹槽，與在與頁巖層理成45°的兩臺(tái)聲波引線 座分別設(shè)置在所述的楔形凹槽內(nèi)。
[0013] 本發(fā)明用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置的測(cè)試方法，所述的測(cè)試裝置為 權(quán)利要求1至4任一所述的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，所述的測(cè)試方法包 括：
[0014] 選取頁巖地層巖樣，在所述的頁巖的對(duì)角棱上加工楔形凹槽；
[0015] 加壓機(jī)構(gòu)首先沿著X軸施加壓力;其次待壓力穩(wěn)定后加壓機(jī)構(gòu)沿著Z軸方向加載壓 力;最后加壓機(jī)構(gòu)沿著Y軸加載壓力;加壓機(jī)構(gòu)加載完畢后，穩(wěn)定30分鐘；
[0016] 首先聲波沿著垂直層理頁巖方向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形，記錄聲波傳播 時(shí)間，計(jì)算得到垂直層理頁巖縱橫波速度Vp(90°)、V SH(90° );其次聲波沿著平行層理頁巖方 向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形，記錄聲波傳播時(shí)間，計(jì)算得到平行層理的頁巖的縱橫波 波速V P(0°)、VSH(0°);最后聲波沿著與頁巖層理成45°方向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形， 記錄聲波傳播時(shí)間，計(jì)算得到與頁巖層理成45°時(shí)縱波的傳播速度V P(45°);
[0017] 通過所述的傳播速度VP(〇° )，VP(90°)，VP(45°)，VSH(90°)，VSH(0°)計(jì)算得到描述頁 巖各向異性的5個(gè)獨(dú)立常數(shù)，Cll、Cl3、C33、C44、C66，
[0018] 其中，Cn為第一彈性常數(shù)，C13為第五彈性參數(shù)，C33為第四彈性常數(shù)，C44為第二彈性 常數(shù)，c 66為第三彈性參數(shù)。對(duì)應(yīng)的5個(gè)張量的表達(dá)式為
[0024]用沿對(duì)稱軸方向傳播的縱波、橫波以及3個(gè)常數(shù)來表示宏觀各向同性頁巖的各向 異性，對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為
[0026]
式中，P為體積密度，通過上述計(jì)算可以得到頁巖在地 層真實(shí)地應(yīng)力下的各向異性大??；
[0027] 電阻率各向異性測(cè)量:首先電橋儀的兩個(gè)測(cè)量端口與電阻率引線座連接，首先得 到垂直層理頁巖的電阻，計(jì)算得到頁巖垂直層理的電阻率(Pv);然后得到平行層理的頁巖 的電阻，計(jì)算得到平行層理的頁巖的電阻率(Ph);
[0028]
，得到頁巖的電阻率各向異性指數(shù)A。
[0029]進(jìn)一步地，所述的頁巖地層巖樣為長寬高均為6cm的立方體巖樣。
[0030] 本發(fā)明提供的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)量裝置及方法，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，具有以下優(yōu)勢(shì)：
[0031] (1)可以沿著XYZ三個(gè)方向施加不同大小的有效應(yīng)力，更加真實(shí)的反映地層條件下 頁巖的應(yīng)力狀態(tài)，因此測(cè)得的頁巖各向異性常量更加真實(shí)可信。
[0032] (2)傳統(tǒng)的取柱塞狀樣品的過程中要用到水，而頁巖遇水易膨脹造成取心率低，巖 樣的浪費(fèi)，采用方巖樣可以沿著層理和垂直層理面直接切割成方形，樣品制作方法簡單。
【附圖說明】
[0033] 圖1是本發(fā)明實(shí)施提供的一種真三軸條件下頁巖各向異性裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明實(shí)施過程中頁巖巖樣的示意圖；
[0035]圖3是本發(fā)明采集控制的計(jì)算機(jī)軟件框圖；
[0036] 圖中：1、4、9、11、17、18聲波引線座；2、聲波發(fā)射器;3、12、22、23、24、27加壓栗;5、 10、16、19加壓板;6、14、20、26連桿 ;7、15、21、25、電阻率引線座;8、方形頁巖巖樣；13、示波 器;28、計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。
[0038] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
[0039] 實(shí)施例1
[0040]本實(shí)施例用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，所述的頁巖呈立方體結(jié)構(gòu)， 包括：
[0041 ]沿XYZ三個(gè)方向分別模擬地層條件下的最小水平主應(yīng)力、最大水平主應(yīng)力、垂向應(yīng) 力向測(cè)試頁巖進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)；
[0042]在與頁巖層理成0°的兩個(gè)相對(duì)的面上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引線座與一臺(tái)電 阻率引線座，與在與頁巖層理成90°的兩個(gè)相面對(duì)的面上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引線座 與一臺(tái)電阻率引線座，與在與頁巖層理成45°的兩個(gè)對(duì)向棱上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引 線座，以及與各所述的聲波引線座通過導(dǎo)線連接的聲波發(fā)射器，與各電阻率引線座通過導(dǎo) 線連接的電橋儀;所述的聲波引線座、電阻率引線座、聲波發(fā)射器、電橋儀組成聲電測(cè)試機(jī) 構(gòu)；
[0043]還包括與所述的聲波發(fā)射器、電橋儀、示波器分別連接的數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)。
[0044] 本實(shí)施例的工作方式如下：
[0045] 首先，選取某頁巖地層巖樣，將巖樣加工成長寬高均為6cm的方形巖樣，在方形樣 品的對(duì)角棱加工如圖2所示的楔形凹槽。將方形巖樣放入5、10、16、19加壓板中，首先加壓機(jī) 構(gòu)3、6和加壓機(jī)構(gòu)20、23沿著X軸同時(shí)施加壓力，待壓力穩(wěn)定后加壓機(jī)構(gòu)12、14和加壓機(jī)構(gòu) 26、27沿著Z軸方向加載壓力，最后加壓機(jī)構(gòu)沿著Y軸加載壓力。加壓機(jī)構(gòu)加載完畢后，穩(wěn)定 30分鐘。聲波發(fā)射器發(fā)射聲波沿著聲波引線座4,通過巖心到達(dá)聲波引線座18,同時(shí)在示波 器上顯示波形，記錄聲波傳播時(shí)間，計(jì)算得到垂直層理頁巖縱橫波速度V P(90°)、VSH(90°); 聲波發(fā)射器2沿著導(dǎo)線傳播到聲波引線座1，聲波沿著層理面?zhèn)鞑サ铰暡ㄒ€座11，示波器 顯示波形得到平行層理的頁巖的縱橫波波速V P(0°)、VSH(0°)。聲波發(fā)射器2發(fā)射聲波沿著導(dǎo) 線到達(dá)聲波引線座9，聲波沿著與層理成45°傳播到達(dá)聲波引線座17，經(jīng)過導(dǎo)線傳播到示波 器14,得到與層理成45°時(shí)縱波的傳播速度V P(45°)。
[0046] 通過VP(0°)，VP(90°)，VP(45°)，VSH(90°)，V SH(0°)計(jì)算得到描述頁巖各向異性的5 個(gè)獨(dú)立常數(shù)，Cll、Cl3、C33、C44、C66，其中，Cll為第一彈性常數(shù)，Cl3為第五彈性參數(shù)，C33為第四 彈性常數(shù)，C 44為第二彈性常數(shù)，C66為第三彈性參數(shù)。對(duì)應(yīng)的5個(gè)張量的表達(dá)式為
[0052]進(jìn)而運(yùn)用Thomsen在1986年提出來的提出了用沿對(duì)稱軸方向傳播的縱波、橫波以 及3個(gè)常數(shù)來表示宏觀各向同性頁巖的各向異性。對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為

[0054] 式中，P為體積密度，通過上述計(jì)算可以得到頁巖在地 j. 層真實(shí)地應(yīng)力下的各向異性大小。
[0055]電阻率各向異性測(cè)量步驟：
[0056]首先將1、4、9、11、17、18引線座上的導(dǎo)線全部取掉，將電橋儀的兩個(gè)測(cè)量端口與電 阻率引線座7、21連接，得到垂直層理頁巖的電阻，進(jìn)一步計(jì)算得到頁巖垂直層理的電阻率 (Pv);將電橋儀的兩個(gè)測(cè)量端口與電阻率引線座15、25連接，得到平行層理的頁巖的電阻， 進(jìn)而得到平行層理的頁巖的電阻率(Ph);
，得到頁巖的電阻率各向異性指 數(shù)入。
[0057]上述計(jì)算部分全部由基于VB編程語言編制的軟件完成。
[0058] 實(shí)施例2
[0059] 本實(shí)施例用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置的測(cè)試方法，所述的測(cè)試裝置 為上述實(shí)施例中所述的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，所述的測(cè)試方法包括：
[0060] 選取頁巖地層巖樣，所述的頁巖地層巖樣為長寬高均為6cm的立方體巖樣。在所述 的頁巖的對(duì)角棱上加工楔形凹槽；
[0061] 加壓機(jī)構(gòu)首先沿著X軸施加壓力;其次待壓力穩(wěn)定后加壓機(jī)構(gòu)沿著Z軸方向加載壓 力;最后加壓機(jī)構(gòu)沿著Y軸加載壓力;加壓機(jī)構(gòu)加載完畢后，穩(wěn)定30分鐘；
[0062]首先聲波沿著垂直層理頁巖方向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形，記錄聲波傳播 時(shí)間，計(jì)算得到垂直層理頁巖縱橫波速度Vp(90° )、VSH(90°);其次聲波沿著平行層理頁巖方 向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形，記錄聲波傳播時(shí)間，計(jì)算得到平行層理的頁巖的縱橫波 波速V P(0°)、VSH(0°);最后聲波沿著與頁巖層理成45°方向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形， 記錄聲波傳播時(shí)間，計(jì)算得到與頁巖層理成45°時(shí)縱波的傳播速度V P(45°);
[0063] 通過所述的傳播速度VP(0° )，VP(90°)，VP(45°)，VSH(90°)，VSH(0°)計(jì)算得到描述頁 巖各向異性的5個(gè)獨(dú)立常數(shù)，Cll、Cl3、C33、C44、C66，
[0064]其中，Cn為第一彈性常數(shù)，C13為第五彈性參數(shù)，C33為第四彈性常數(shù)，C 44為第二彈性 常數(shù)，C66為第三彈性參數(shù)。對(duì)應(yīng)的5個(gè)張量的表達(dá)式為
[0070]用沿對(duì)稱軸方向傳播的縱波、橫波以及3個(gè)常數(shù)來表示宏觀各向同性頁巖的各向 異性，對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為
[0072]
式中，P為體積密度，通過上述計(jì)算可以得到頁巖在地 層真實(shí)地應(yīng)力下的各向異性大小；
[0073] 電阻率各向異性測(cè)量:首先電橋儀的兩個(gè)測(cè)量端口與電阻率引線座連接，首先得 到垂直層理頁巖的電阻，計(jì)算得到頁巖垂直層理的電阻率(Pv);然后得到平行層理的頁巖 的電阻，計(jì)算得到平行層理的頁巖的電阻率(Ph);
[0074]
，得到頁巖的電阻率各向異性指數(shù)A。
[0075] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，所述的頁巖呈立方體結(jié)構(gòu)，其特征 在于，包括： 沿XYZ三個(gè)方向分別模擬地層條件下的最小水平主應(yīng)力、最大水平主應(yīng)力、垂向應(yīng)力向 測(cè)試頁巖進(jìn)行加壓的加壓機(jī)構(gòu)； 在與頁巖層理成0°的兩個(gè)相對(duì)的面上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引線座與一臺(tái)電阻率 引線座，與在與頁巖層理成90°的兩個(gè)相面對(duì)的面上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引線座與一 臺(tái)電阻率引線座，與在與頁巖層理成45°的兩個(gè)對(duì)向棱上分別各自設(shè)置的一臺(tái)聲波引線座， 以及與各所述的聲波引線座通過導(dǎo)線連接的聲波發(fā)射器，與各電阻率引線座通過導(dǎo)線連接 的電橋儀;所述的聲波引線座、電阻率引線座、聲波發(fā)射器、電橋儀組成聲電測(cè)試機(jī)構(gòu)； 還包括與所述的聲波發(fā)射器、電橋儀、示波器分別連接的數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)； 所述的聲波發(fā)射器發(fā)射聲波，所述聲波通過聲波引線座垂直頁巖層理面?zhèn)鞑?、平行?巖層理面?zhèn)鞑?、與頁巖層理面成45°傳播，所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)采集聲波垂直頁巖層理面?zhèn)鞑?的橫縱波速度、平行頁巖層理面?zhèn)鞑サ臋M縱波速度、與頁巖層理面成45°傳播的縱波速度； 所述電橋儀通過所述的電阻率引線座得到垂直層理的頁巖電阻、平行層理的頁巖的電 阻，所述數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)根據(jù)垂直層理的頁巖電阻、平行層理的頁巖的電阻獲得頁巖的電阻 率各項(xiàng)異性指數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，其特征在于，所述 的加壓機(jī)構(gòu)包括與所述頁巖的6個(gè)面分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的加壓板以及與所述加壓板一一對(duì)應(yīng)， 驅(qū)動(dòng)所述加壓板的加壓栗。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，其特征在于，頁巖 的對(duì)角棱上設(shè)有楔形凹槽，與在與頁巖層理成45°的兩臺(tái)聲波引線座分別設(shè)置在所述的楔 形凹槽內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)為計(jì)算機(jī)。5. -種用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于，所述的測(cè) 試裝置為權(quán)利要求1至4任一所述的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置，所述的測(cè)試 方法包括： 選取頁巖地層巖樣，在所述的頁巖的對(duì)角棱上加工楔形凹槽； 加壓機(jī)構(gòu)首先沿著X軸施加壓力；其次待壓力穩(wěn)定后加壓機(jī)構(gòu)沿著Z軸方向加載壓力； 最后加壓機(jī)構(gòu)沿著Y軸加載壓力;加壓機(jī)構(gòu)加載完畢后，穩(wěn)定30分鐘； 首先聲波沿著垂直層理頁巖方向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形，記錄聲波傳播時(shí)間， 計(jì)算得到垂直層理頁巖縱橫波速度Vp(90° )、VSH(90°);其次聲波沿著平行層理頁巖方向傳 播，同時(shí)在示波器上顯示波形，記錄聲波傳播時(shí)間，計(jì)算得到平行層理的頁巖的縱橫波波速 V P(0°)、VSH(0°);最后聲波沿著與頁巖層理成45°方向傳播，同時(shí)在示波器上顯示波形，記錄 聲波傳播時(shí)間，計(jì)算得到與頁巖層理成45°時(shí)縱波的傳播速度V P(45°); 通過所述的傳播速度VP(0°)，VP(90°)，VP(45°)，V SH(90°)，VSH(0°)計(jì)算得到描述頁巖各 向異性的5個(gè)獨(dú)立常數(shù)，Cn、C13、C33、C44、C66， 其中，Cn為第一彈性常數(shù)，C13為第五彈性參數(shù)，C33為第四彈性常數(shù)，C44為第二彈性常 數(shù)，C66為第三彈性參數(shù)。對(duì)應(yīng)的5個(gè)張量的表達(dá)式為用沿對(duì)稱軸方向傳播的縱波、橫波以及3個(gè)常數(shù)來表示宏觀各向同性頁巖的各向異性， 對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為式中，p為體積密度，通過上述計(jì)算可以得到頁巖在地層真 實(shí)地應(yīng)力下的各向異性大小； 電阻率各向異性測(cè)量:首先電橋儀的兩個(gè)測(cè)量端口與電阻率引線座連接，首先得到垂 直層理頁巖的電阻，計(jì)算得到頁巖垂直層理的電阻率(Pv);然后得到平行層理的頁巖的電 阻，計(jì)算得到平行層理的頁巖的電阻率(Ph);，得到頁巖的電阻率各向異性指數(shù)A。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于真三軸條件下頁巖各向異性測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特 征在于，所述的頁巖地層巖樣為長寬高均為6cm的立方體巖樣。
【文檔編號(hào)】G01N3/06GK106053231SQ201610565444
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月18日
【發(fā)明人】李相臣, 白佳佳, 康毅力, 楊斌, 陳益濱, 閆霄鵬, 張敬逸
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)