地質(zhì)礦物分析中礦物脆性實(shí)驗(yàn)分析方法

王 鑫

（遼寧省第九地質(zhì)大隊(duì)有限責(zé)任公司，遼寧 鐵嶺 112000）

為了更好的對地質(zhì)礦物成分和性能特征進(jìn)行分析，選取部分礦物樣本進(jìn)行脆弱性實(shí)驗(yàn)檢測。完善檢測方法，優(yōu)化檢測步驟，以提高對當(dāng)前對地質(zhì)礦物分析中礦物脆性檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性[1]。隨機(jī)選取礦物樣本進(jìn)行分析，通過判斷礦物樣本的黏土沉積經(jīng)壓力和溫度，進(jìn)一步對礦物結(jié)構(gòu)的儲層壓裂情況進(jìn)行分析，對礦物樣本中的裂壓情況及產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)特征及影響因素進(jìn)行判斷，以此對礦物樣本的儲層產(chǎn)能高低變化情況進(jìn)行記錄和分析，以此判斷礦物的脆弱性含量。最后通過本文實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，本文提出的分析實(shí)驗(yàn)在實(shí)際應(yīng)用過程中具有更高的有效性。

1 地質(zhì)礦物分析中礦物脆性實(shí)驗(yàn)

（1）樣本采集。對礦區(qū)礦物樣本進(jìn)行采集，分別獲取早期核三上段樣品，和晚期核三下段樣品進(jìn)行對比分析結(jié)合HQM-145新型巖心切磨機(jī)對實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測，分別獲取樣本數(shù)據(jù)的軸線兩端垂直平整參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，記為50μm ×25mm 。進(jìn)一步利用RTR-1350靜態(tài)伺服測試系統(tǒng)，對樣本進(jìn)行壓抗檢測，從而根據(jù)應(yīng)力—應(yīng)變參數(shù)，對礦物樣本壓抗數(shù)值進(jìn)行分析，對實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和記錄，具體如下表所示。

表1 實(shí)驗(yàn)樣本采集

（2）脆性算法。對上述樣本進(jìn)行分析，通常情況下，靠近地表的巖石礦物脆弱性相對更高，隨著礦物涂層加深，樣本的韌性逐漸變高，脆弱性也明顯降低。基于此特征進(jìn)一步對礦物樣本力學(xué)特征、應(yīng)急變形情況進(jìn)行分析，對樣本的結(jié)構(gòu)中的動(dòng)態(tài)結(jié)晶變形、壓溶作用和粒邊界滑移等情況進(jìn)行檢測。結(jié)合泊松比原理對礦物結(jié)構(gòu)的在應(yīng)力情況下產(chǎn)生的裂縫張開情況，結(jié)合楊氏模量算法對地質(zhì)礦物脆弱性進(jìn)行量值增加處理。進(jìn)一步對礦物樣本的脆弱性單位數(shù)值進(jìn)行歸一化處理，并對樣本的脆弱性指數(shù)進(jìn)行平均計(jì)算。

進(jìn)一步對礦物樣本的成分結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定，并規(guī)范彈性參數(shù)計(jì)算方法。若檢測過程中，礦物樣本的韌性評價(jià)數(shù)值為s，樣本采集的改造深度范圍為p，p=[p1，p2，評，...，pn]。實(shí)驗(yàn)過程中得到的生產(chǎn)的壓裂數(shù)值為v，儲層等級為L，進(jìn)一步對礦物的流體測井響應(yīng)值a以及礦物孔隙流體r進(jìn)行規(guī)范，若樣本數(shù)據(jù)的體積密度為m、聲波時(shí)差為t，則進(jìn)一步對樣本結(jié)構(gòu)的物理響應(yīng)值變化情況進(jìn)行計(jì)算，具體算法為：

基于上述算法進(jìn)一步對地層相對較薄的樣本進(jìn)行規(guī)范監(jiān)測，利用巖心圖像識別方法進(jìn)行地層邊界的判斷。并對邊界判斷機(jī)制曲線進(jìn)行脆弱性特征檢測，若Vj表示實(shí)驗(yàn)樣本中的第j個(gè)待檢測樣本的礦物的成分含量，且j= 1 ,2,3，...n ，若存在y個(gè)待檢測礦物樣本，且檢測樣本中的油和水含量為Ri，且i = 1,2,3,...,m ；在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測的過程中，礦物樣本的響應(yīng)數(shù)值為?，樣本中的成分含量為u ，且u =(0 ,1]，則進(jìn)一步對礦物檢測的約束條件進(jìn)行規(guī)范，具體算法為：

基于上述條件進(jìn)一步對礦物結(jié)構(gòu)脆弱程度進(jìn)行計(jì)算，具體算法為：

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

結(jié)合上述算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測，為保障實(shí)驗(yàn)檢測的有效性，進(jìn)一步對實(shí)驗(yàn)設(shè)備及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行規(guī)范。

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)選擇結(jié)合X衍射技術(shù)對礦物脆性特征進(jìn)行分析和鑒別，從而更好的RTR-1350靜態(tài)伺服儀，HQM-145新型巖心切磨機(jī)對樣本特征進(jìn)行分析和鑒定。準(zhǔn)確測量采集到的固態(tài)樣本成分分布結(jié)構(gòu)?；诖藢?shí)驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)進(jìn)行規(guī)范，具體如下表所示。

表2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備參數(shù)

進(jìn)一步對實(shí)驗(yàn)試劑進(jìn)行選取，具體如下表所示。

表3 實(shí)驗(yàn)試劑選擇

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果?；谏衔沫h(huán)境進(jìn)一步對七組樣本進(jìn)行脆性檢驗(yàn)，記錄七組樣本的基本信息并根據(jù)公式（1）、（2）對礦物響應(yīng)值變化數(shù)值和map數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，具體見下表。

表4 樣本數(shù)據(jù)參數(shù)檢測

基于上表信息，進(jìn)一步對傳統(tǒng)方法和本文方法指導(dǎo)下的礦物脆性及彈性參數(shù)進(jìn)行檢測，并記錄檢測結(jié)果，具體如下。

表5 礦物脆性數(shù)值檢測

觀察上表可知，在實(shí)驗(yàn)參數(shù)和樣本數(shù)值基本一致的情況下，兩種實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果存在一定差異，為驗(yàn)證礦物脆性實(shí)驗(yàn)檢測的效果，進(jìn)一步對里歐昂中方法進(jìn)行準(zhǔn)確性檢測，并記錄檢測結(jié)果，具體如下。

圖1 對比實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論。根據(jù)圖1和表5數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，利用本文方法進(jìn)行的地質(zhì)礦物脆性分析檢測結(jié)果準(zhǔn)確度相對于傳統(tǒng)方法明顯提高，在該方法下對彈性模量、泊松比及礦物脆性屬性的檢測數(shù)據(jù)都比傳統(tǒng)方法檢測數(shù)據(jù)相對于傳統(tǒng)方法檢測數(shù)據(jù)明顯更高，檢測結(jié)果可精確到小數(shù)點(diǎn)第三位。由此證實(shí)，本文提出的地質(zhì)礦物脆性實(shí)驗(yàn)檢測方法具有更高的準(zhǔn)確性和有效性，充分滿足研究要求。

3 結(jié)語

對地質(zhì)礦物結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，對樣本的巖心礦物成分進(jìn)行分析，結(jié)合線性回歸算法和多礦物模擬原理對礦物韌性和脆弱性進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。在分析的過程中，礦物的脆性變形檢測主要針對采集到的礦物樣本的受壓破裂情況、韌度變形情況等進(jìn)行觀察，以提高脆性檢測的準(zhǔn)確性。