T/GRM 104-2024 高频岩石物理实验及孔隙结构参数估计方法

​​《高频岩石物理实验及孔隙结构参数估计方法》（T/GRM 104-2024）主要内容总结​​

​​1. 范围​​

本标准规定了高频岩石物理实验及孔隙结构参数估计的技术要求，包括：

• ​​实验原理​​：基于虚拟降压的孔隙纵横比分布反演策略，结合等效介质理论（DEM、MT、KT、SCA模型）和超声测试数据提取孔隙结构参数。
• ​​适用对象​​：高频岩石物理实验（超声波或更高频率信号）测定及孔隙结构参数（如孔隙纵横比、裂隙密度等）的估计。

​​2. 规范性引用文件​​

引用标准包括：

• NB/T 11044-2022、SY/T 6103-2019、DB13/T 5951-2024等，涉及岩石物理实验、孔隙结构分析等领域。

​​3. 术语和定义​​

关键术语包括：

• ​​孔隙纵横比​​（3.1）：孔隙宽度与直径之比（0~1）。
• ​​裂隙密度​​（3.2/3.6/3.7）：单位体积内裂隙数量或面积占比，分单重和多重孔隙裂隙密度。
• ​​硬孔与软孔​​（3.3/3.4）：硬孔为刚性不易压缩孔隙，软孔为易压缩孔隙。
• ​​高频岩石物理实验​​（3.5）：利用高频信号（如超声波）测试岩石物理性质的实验。

​​4. 原理​​

• ​​核心方法​​：通过虚拟降压过程分阶段反演孔隙结构参数，结合D-Z模型推广至KT和SCA模型。
• ​​技术流程​​：超声实验数据→等效介质理论→计算孔隙纵横比、裂隙密度等参数。

​​5. 测试系统​​

• ​​超声实验系统​​（图1）：
  • ​​组成​​：电脑（控制与数据处理）、电子控制模块（示波器、信号发生器）、温压容器（围压、孔压、温度控制）。
• ​​测试条件​​：
  • 围压范围：5~40MPa（间隔5MPa），降压测量，每压力点稳定40min后读取数据。
  • 流体饱和度：干燥、25%、50%、92%含油状态，误差±2%。
• ​​测试流程​​：样品装填→围压控制→波形初至时间拾取→速度结果生成。

​​6. 样品准备​​

• ​​规格​​：长度40~55mm，直径25/38mm，端面倾角误差±2°。
• ​​处理步骤​​：
  1. 洗油：二氯甲烷萃取20天。
  2. 干燥：40℃恒温24小时，保鲜膜包裹后低温保存。

​​7. 反演流程​​（图2）

分三阶段：

1. ​​累积裂隙密度反演​​：假想降压分N状态，每状态视为单重孔隙结构，计算微裂隙密度。
2. ​​微裂隙纵横比反演​​：通过裂隙密度推导初始纵横比分布，结合等效介质理论计算非零压力下的分布函数。
3. ​​硬孔纵横比反演​​：高压数据下视为矿物基质与硬孔混合物，反演硬孔纵横比（需总孔隙度、矿物组分等数据支持）。

​​8. 计算方法​​

• ​​微裂隙纵横比​​（式1）：基于干燥岩石模量与高压模量差值积分。
• ​​裂隙密度公式​​：
  • ​​KT模型​​（式2）、​​MT模型​​（式3）：关联背景基质模量（ K_b, G_b ）与裂隙密度（ /Gamma ）。
  • ​​DEM模型​​（式4）、​​SCA模型​​（式5）：通过泊松比和模量变化计算裂隙密度。

​​9. 准确度要求​​

• ​​重复性​​：同一条件下两次结果差值≤±3%（95%置信限）。
• ​​再现性​​：不同实验室结果差值≤±7%（95%置信限）。

​​10. 试验报告​​（附录A）

需包含：

• 样品基本信息（尺寸、密度）。
• 试验条件（温压、流体饱和度）。
• 制备与测试步骤、异常现象记录。
• 数据记录与处理结果。

​​标准特点​​

• ​​创新性​​：提出虚拟降压反演策略，整合多模型（DEM/MT/KT/SCA）提升参数估计精度。
• ​​实用性​​：详细规定实验流程、样品处理及计算公式，确保可操作性。
• ​​标准化​​：明确准确度要求与报告格式，便于跨实验室结果比对。

​​首次发布​​：由中关村绿色矿山产业联盟归口，联合多家石油、地质研究机构共同起草。