岩石力学大作业

合集下载

18春地大《岩石力学》在线作业一

18春地大《岩石力学》在线作业一

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (多选题) 1: 初始地应力主要包括()。

A: 自重应力B: 构造应力C: 自重应力和残余造应力D: 残余应力正确答案:(多选题) 2: 在我国工程岩体分级标准中,岩体基本质量指标是由()指标村确定的?A: RQD和节理密度B: 岩石单轴饱和抗压强度C: 岩体的完整性指数D: 节理密度和地下水正确答案:(多选题) 3: 岩石蠕动变形的影响因素有哪些?()A: 岩性及构造因素B: 压力级因素C: 围压的影响D: 温度、湿度的影响正确答案:(多选题) 4: 我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的?()。

A: 地应力大小B: 地下水C: 结构面方位D: 结构面粗糙度。

正确答案:(多选题) 5: 围岩表面位移可用()测量。

A: 收敛计B: 测杆C: 测枪D: 滑尺正确答案:(多选题) 6: 维护岩石地下工程稳定的基本原则()。

A: 把工程设计在岩石条件好的岩体中B: 避免岩石强度的损坏C: 充分发挥围岩的承载能力让围岩在脱落点以前充分释放弹性性能D: 加固岩体正确答案:(多选题) 7: 影响巷道围岩稳定的主要因素()。

A: 围岩强度B: 应力集中程度C: 原始应力大小D: 巷道支架的支撑力正确答案:(多选题) 8: 压性断层主要指()。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A: 压逆性断层B: 张性断层C: 逆掩断层D: 剪性断层正确答案:(多选题) 9: 分析影响边坡失稳的主要因素()。

17春地大《岩石力学》在线作业一

17春地大《岩石力学》在线作业一

地大《岩石力学》在线作业一一、多选题(共10 道试题,共40 分。

)1. 岩体变形试验按施加荷载作用方向分为()。

A. 承压板法B. 狭缝法C. 挖试洞D. 环形试验正确答案:2. 岩石按照成因分()等类型。

A. 岩浆岩B. 沉积岩C. 变质岩D. 花岗岩正确答案:3. 控制某一工程区域地应力状态的主要因素是()。

A. 大陆板块边界受压引起的应力场B. 地幔热对流引起的应力场C. 由地心引力引起的应力场D. 岩浆入侵引起的应力场正确答案:4. 水力特性主要与岩体结构面有关得因素()。

A. 组数B. 方向C. 粗糙起伏度D. 张开度及胶结充填特征正确答案:5. 结构面的剪切变形、法向变形与结构面的()有关。

A. 岩石弹性B. 岩石强度C. 结构面粗糙型D. 法向力正确答案:6. 根据产生塑性变形的机理不同,软岩分为( )。

A. 膨胀性软岩B. 高应力软岩C. 节理化软岩D. 复合型软岩正确答案:7. 影响岩石力学性质的主要因素有()。

A. 水、温度B. 加载速度C. 风化程度D. 围压正确答案:8. 水压致裂的特点()。

A. 设备简单B. 设备复杂C. 操作方便和测值直观D. 适应性强正确答案:9. 我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的?()。

A. 地应力大小B. 地下水C. 结构面方位D. 结构面粗糙度。

正确答案:10. 描述岩石流变性质的流变方程主要有()。

A. 蠕变方程B. 松弛方程C. 塑性方程D. 弹性后效方程正确答案:地大《岩石力学》在线作业一二、单选题(共10 道试题,共30 分。

)1. 岩石与岩体的关系是()。

A. 岩石就是岩体B. 岩体是由岩石和结构面组成的C. 岩体代表的范围大于岩石D. 岩石是岩体的主要组成部分正确答案:2. 构造应力的作用方向为()。

A. 铅垂方向B. 近水平方向C. 断层的走向方向D. 倾斜方向正确答案:3. 下列说法正确的是()。

中国石油大学岩石力学大作业

中国石油大学岩石力学大作业

CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 岩石力学大作业所在院系:石油工程学院班级:油气井14-1班*名:***学号: **********完成日期:2015 年 5 月 13日目录第1章岩性分析 (1)第2章利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比 (2)2.1 纵横波速度的确定 (2)2.2 弹性参数 (3)第3章孔隙压力分析 (4)第4章利用测井数据计算强度参数 (5)第5章地应力 (7)第6章安全泥浆密度窗口 (9)6.1坍塌压力 (9)6.2破裂压力 (10)第7章出砂可能性分析 (10)第8章合理完井方式推荐 (11)第9章启裂压力的计算 (12)第10章参考文献 (14)第1章 岩性分析根据自然伽玛测井数据,计算出不同井深处岩石的泥质含量:m inm ax m in GR I GR GR GR GR --= (1-1)1212GR --=•GCUR I GCUR Vsh (1-2) 式中 V sh ——泥质的体积含量; GCUR ——希尔奇指数,对于第三系地层取值3.7,老地层取值2,这里取3.7; I GR ——泥质含量指数;GR 、GR max 、GR min ——目的层的、纯泥页岩的和纯砂岩层的自然伽马值。

分析得到GR min =35.2,GR max =134.9。

VCL<0.3,Boit=0.8;5.03.0<≤VCL ,Boit=0.65;15.0≤≤VCL ,Boit=0.5。

泥质含量随井深剖面如图1所示:图1 泥质体积含量在砂泥岩剖面中,砂岩显示出最低值,粘土(泥岩、页岩)显示出最高值,而粉砂岩、泥质砂岩介于其间,并随着岩层中泥质含量的增加曲线幅度增大。

在砂泥岩剖面中,砂岩显示出最低值,粘土(泥岩、页岩)显示出最高值,而粉砂岩、泥质砂岩介于其间,并随着岩层中泥质含量的增加曲线幅度增大。

图中红线分别为泥质含量0.3、0.5的临界线。

从图中可看出,大部分井段的泥质含量小于0.3,判断该层段岩性为砂岩,选取Boit 系数为0.8。

(整理)岩石力学作业

(整理)岩石力学作业

岩石力学作业11.对于碎屑质沉积岩,简述岩石的强度与矿物颗粒、胶结类型与程度的关系。

矿物颗粒强度(如石英、长石、方解石等);胶结类型(胶结物)通常分为泥质胶结、钙质胶结、硅质胶结、铁质胶结...前三者是我们的常见类型,也是难区分的三种类型。

胶结类型(胶结程度):在碎屑岩中,胶结物或填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系在地质上也称为胶结类型。

碎屑岩具有三种基本类型:①基质胶结类型:颗粒彼此不直接接触,完全受胶结物包围,岩石强度基本取决于胶结物的性质。

②接触胶结类型:只有颗粒接触处才有胶结物胶结,胶结一般不牢固,故岩石强度低,透水性较强。

③孔隙胶结类型:胶结物完全或部分地充填于颗粒间的孔隙中,胶结一般较牢固,岩石强度和透水性主要视胶结物性质和其充填程度而定。

碎屑岩胶结类型1 为胶结物质2 为颗粒3 为未充填之孔隙2.碎屑质沉积岩具有非均质性与各向异性,简单分析其对岩石力学性质的影响。

导致力学上的非均质性和各向异性3.对于砂岩,简述压力(围压)、液体介质对于其强度的影响。

围压越大,相应的强度也越大,液体介质存在导致岩石强度降低。

4.简单分析钻井工程中牙轮钻头与PDC钻头破岩时岩石的破坏形式。

牙轮钻头:冲击压力(动载)作用下,岩石在三向压缩状态发生剪切破坏,形成破碎坑;PDC钻头:钻压作用下切削刃吃入岩石;扭矩作用下岩石发生剪切破坏。

岩石力学作业21、弹性变形、塑性变形与蠕变的定义;(蠕变-载荷不变,变形速率(应变速率)变化-增大!)2、蠕变的过程(典型蠕变阶段划分);初始蠕变(应变速率增大、时间段短)、稳定蠕变(应变速率不变,较长时间段)、加速蠕变(一定时间段后应变速率急剧增大)。

3、蠕变对于钻井工程的影响(井径缩小的影响及其措施-钻柱遇阻、下套管遇阻;安全施工时间段-加速蠕变前完成下套管、注水泥作业;套管抗外挤载荷的确定-考虑上覆岩层压力为最大外挤载荷)。

岩石力学作业31、岩石的主要弹性常数?三轴应力试验方法?(杨氏弹性模量、泊松比);(模拟地层应力环境、温度条件下的试验测试,获得地层条件下的岩石力学性质-强度特征、变形特征)2、岩石力学:摩尔强度准则材料在极限状态下,剪切面上的剪应力就达到了随法向应力和材料性质而定的极限值时,发生破坏。

《高等岩石力学》作业习题

《高等岩石力学》作业习题

《岩石力学》习题一、岩体分级(1)取直径为50mm、长度为70mm的标准岩石试件,进行径向点荷载强度试验,测得破坏时的极限荷载为4000N,破坏瞬间加荷点未发生贯入现象。

试确定岩石的单轴抗压强度R c(2)测得某中等风化花岗岩体的压缩波速V pm =2777m/s,剪切波速v^1410m/s ;已知相应岩石的压缩波速V pr = 5067m/ s,剪切波速v^ 2251m/s,重度r =22.3kN/m‘。

岩石饱和单轴抗压强度R c =40MPa,根据《工程岩体分级标准》(GB50218-94),该岩体的基本质量级别为几级?岩体基本质量分级(3)某工程岩体,已测得岩石点荷载强度指标Is(50)= 2.5,岩石的压缩波速6.6km/ s,岩体的压缩波速4.1km/s,根据《工程岩体分级标准》(GB50218-94),该岩体的基本质量级别为几级?岩体基本质量分级二、岩石强度(4)自地表向下的岩层依次为:表土层,厚匕=60 m,容重^20KN /m3,内摩擦角^30,泊松比=0.3 ;砂岩层,厚H2 = 60m,容重2 =25KN /m3,内摩擦角^45,泊松比J2 =0.25。

求距地表50m及100m处的原岩中由自重引起的水平应力。

(5)将岩石试件进行一系列单轴试验,求得抗压强度的平均值为0.23MPa,将同样岩石在0.59 MPa的围压下进行一系列三轴试验,求得主应力的平均值为 2.24 MPa.请你在Mohr图上绘出代表这两种试验结果的应力圆,确定其内摩擦角及粘结力(6)某均质岩石的强度曲线为:-八tan c,其中c = 40MPa , = 30 .试求在侧向围岩应力= 20MPa的条件下,岩石的极限抗压强度,并求出破坏面的方位(7)将一个岩石试件进行单轴试验,当其压应力达到27.6MPa时即发生破坏,破坏面与最大主应力作用面的夹角为60Q假设抗剪强度随正应力呈线性变化,试计算:①内摩擦角;②破坏面上的正应力和剪应力;③在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度;④在上述试验中与最大主应力作用面的夹角为30o的那个平面上的抗剪强度。

中南大学岩石力学作业参考答案

中南大学岩石力学作业参考答案

《岩体力学》作业参考答案作业一一、解释下列概念:1.刚性试验机:岩石峰值后试验回弹释放能量小于岩石稳定破坏所需能量的试验机。

或试验机刚度大于岩石刚度的试验机。

2.原岩应力:天然状态下或未开挖及开挖影响之外的岩体中存在的应力。

3.蠕变:在恒定应力作用下,岩石的应变随时间而增大的性质。

4.脆性破坏:在应力随应变而下降过程中即应变软化过程中的破坏。

5.长期强度:当恒定应力小于某一应力值,岩石将发生稳定蠕变,而大于该应力值时,岩石将发生非稳定蠕变,该应力值即为长期强度。

或岩石能保持长期稳定的最大恒定应力值。

二、 1.DB 2.BC 3.DB 4.EBAC三、问答题:1.答:图如下:全应力应变曲线模量测定峰值前峰值后说明:塑性滞环、外轮廓线、表观模量等之间的异同。

2.答:两隧道周边相距6~10m即可认为其开挖不相互影响;图形注意弹性状态下应力的叠加原理即在该平面上,应力应是二者之和。

四、分析题:1.答:给出详细理由和分析过程。

第一种情况,锚杆支护,悬挂作用;第二种情况:锚网喷射混凝土支护,挤压加固作用,挂网和混凝土表面支护作用和封闭作用。

2.答:给出详细理由和分析过程。

=3.5:13.答:给出详细理由和分析过程。

柔性、挤压加固、承载拱、发挥围岩自支承能力、及时、封闭;断面收敛监测、断面5测点布置。

五、计算题:1.解:(1)单轴抗压强度σc =P/A ;(2)内摩擦角β=45-φ/2;(3)利用莫尔库仑理论φφσφφσsin 1cos 2sin 1sin 131-+-+=c计算(3a )单轴抗拉强度、(3b )三轴抗压强度。

2.解:已知原岩应力:垂直方向34=σz MPa 、水平方向35=σx MPa 和20=σy MPa 。

而自重应力:z z ⋅=γσ自 z y x 自自自σμμσσ-==1 因岩体均质各向同性,所以自重应力方向与原岩应力平行,可直接相加减得到。

最后需要说明构造运动方向。

作业二一、名词解释:1.卸载后一部分弹性变形滞后一段时间恢复的力学性质2.结构面和结构体的组合和排队列特征3.应力应变随时间而变化的性质4.由剪切滑移使岩块沿剪切面垂直方向变形而使岩体体积增大的性质5.由于开挖而使开挖面附件一定范围的岩体内的应力产生重新分布,这种产生应力重新分布的岩体即为围岩6.在开挖之前或开挖影响之外的岩体内存在的天然应力7.长度大于10cm 的岩芯的总长与取芯进尺之比的百分数σ1二、 1.DE 2.FHD 3.D 4.C 5.C 6.CE 7.CFCF 8.CE三、问答题:1.曲线:从米勒曲线中选线弹性和塑弹性曲线分别为坚硬致密的玄武岩和松软的红砂岩,并对其性质结合岩石结构特征进行说明;在三轴压缩条件下,二者随围压增大其弹性模量表现出不同的性质,而其破坏都会由脆性破坏转变为塑性破坏。

岩石力学大作业

岩石力学大作业

目录1前言: (1)2利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性 (1)2.1 估算地层泥质含量 (1)2.2 估算地层biot系数 (2)3利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。

(2)3.1纵、横声波速度 (2)3.2岩石的动态弹性参数确定 (3)3.3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化 (3)4利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面 (3)4.1岩石单轴抗压强度的确定 (3)4.2岩石粘聚力和内摩擦角的确定 (4)5计算地层地应力 (4)6计算地层坍塌压力和破裂压力 (6)6.1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则 (6)6.2井壁坍塌压力的计算 (6)6.3井壁破裂压力的计算 (7)6.4扩径原因分析 (7)7地层出砂预测 (7)7.1利用B指数法预测地层是否出砂 (7)7.2组合模量法预测地层是否出砂 (8)8计算结果及其分析 (9)8.1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量 (9)8.2地层的动静态弹性模量、泊松比 (10)8.3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面 (11)8.4地层地应力 (13)8.5地层坍塌压力和破裂压力 (14)8.6用B指数法预测地层出砂可能性 (15)9结论与总结 (16)参考文献 (17)岩石力学结课大作业张宗仁1 前言:在石油勘探开发过程中,由于地层岩石其特有的性质,在钻井过程中,由于井壁围岩失稳所造成漏、喷、塌、卡等安全事故,以及开采过程中,出沙、套管损坏等问题已经造成巨大损失。

利用岩石力学知识,利用测井数据分析井眼周围岩石力学性质,是解决这些问题的有效方法。

本文利用给出的测井数据,对地层力学参数、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算,作出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面,分析井壁坍塌原因;研究储层段的出砂可能性。

2 利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性2.1 估算地层泥质含量自然伽玛测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核素核衰变过程中放射出来的γ射线的强度,它可用于划分岩性,估算地层泥质含量。

岩石力学大作业

岩石力学大作业

《岩石力学》大作业姓名:胡光皓学号:2007021514班级:石工07-5班2010-4-17《岩石力学》大作业一、分析地层岩性,设定求取Biot 系数根据自然伽马测井曲线(图1),由公式inin I m max m GR GR -GR GR -GR =和1212GR−−=•GCUR IGCUR Vcl 可求得井深3000米至3150米各深度点的泥质体积含量。

计算得到平均泥质体积含量是34.4%,则该段为含泥砂岩。

由各深度点的泥质体积含量,可由以下条件设定α值:85.03.0=≤α时,Vcl ;6.05.0=≥α时,Vcl ;75.05.03.0=<<α时,Vcl 。

由此做出α随井深变化的曲线(图2)。

二、分析地层的弹性模量、泊松比由纵波时差求得各深度点的纵波速度P P t V Δ=/1,然后依次求得: 686.503.1844.11−+=p s V V )2/()43(22222s p s p s d V V V V V E −−=ρ )(2/)2(2222s p s p d V V V V −−=μ d s E E *5.012000+= d s μμ*3.018.0+=根据以上计算可得3000至3150米地层段内动态弹性模量、静态弹性模量随井深的变化曲线(图3),动态泊松比、静态泊松比随井深的变化曲线(图4)。

三、分析地层的粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度利用经验公式)78.01)11)(21((224cl p dd d V V A C +−+−=ρμμμ,将3030米和3110米两个试验点的各参数代入,可求得,。

930301052.4−×=A 931101061.6−×=A所以取两者的平均值,A=。

利用经验公式,可以求得任意深度点的C 值(如图5)。

910565.5−×根据岩石抗压强度试验结果井深(m) 围压值(MPa)破坏强度(MPa)16.1303025 106.5 022.6311030127.1代入公式Ck k Cctg ctg 2)2/45(2)2/45(23231+=−°+−°=σφφσσ 解得 k=1.902 C=4.2324 ⎩⎨⎧+==ckk ck 2255.10621.162φ=34.533° ⎩⎨⎧+==ck k ck2301.12726.222解得 k=1.866 C=6.0544 φ=33.626° 又因为有经验公式φ=a+bC 代入以上两组数据可以得到 a=36.641 b=-0.498 即φ=36.641-0.498C (如图5)地层段内各深度点的单轴抗压强度UCS 及抗拉强度St (如图5)利用下面公式可求:)2/45(2φ−°=Cctg USC 12/UCS S t =四、分析地层上覆岩层压力、水平最大、最小主应力上覆岩层压力梯度分段计算,。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

目录1前言:.......................................... 错误!未定义书签。

2利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性............ 错误!未定义书签。

2.1 估算地层泥质含量........................... 错误!未定义书签。

2.2 估算地层biot系数.......................... 错误!未定义书签。

3利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。

.... 错误!未定义书签。

3.1纵、横声波速度.............................. 错误!未定义书签。

3.2岩石的动态弹性参数确定...................... 错误!未定义书签。

3.3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化...... 错误!未定义书签。

4利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面错误!未定义书签。

4.1岩石单轴抗压强度的确定...................... 错误!未定义书签。

4.2岩石粘聚力和内摩擦角的确定.................. 错误!未定义书签。

5计算地层地应力.................................. 错误!未定义书签。

6计算地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。

6.1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则............ 错误!未定义书签。

6.2井壁坍塌压力的计算.......................... 错误!未定义书签。

6.3井壁破裂压力的计算.......................... 错误!未定义书签。

6.4扩径原因分析................................ 错误!未定义书签。

7地层出砂预测.................................... 错误!未定义书签。

7.1利用B指数法预测地层是否出砂................ 错误!未定义书签。

7.2组合模量法预测地层是否出砂.................. 错误!未定义书签。

8计算结果及其分析................................ 错误!未定义书签。

8.1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量.... 错误!未定义书签。

8.2地层的动静态弹性模量、泊松比................ 错误!未定义书签。

8.3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面................................................ 错误!未定义书签。

8.4地层地应力.................................. 错误!未定义书签。

8.5地层坍塌压力和破裂压力...................... 错误!未定义书签。

8.6用B指数法预测地层出砂可能性................ 错误!未定义书签。

9结论与总结...................................... 错误!未定义书签。

参考文献.......................................... 错误!未定义书签。

岩石力学结课大作业张宗仁1 前言:在石油勘探开发过程中,由于地层岩石其特有的性质,在钻井过程中,由于井壁围岩失稳所造成漏、喷、塌、卡等安全事故,以及开采过程中,出沙、套管损坏等问题已经造成巨大损失。

利用岩石力学知识,利用测井数据分析井眼周围岩石力学性质,是解决这些问题的有效方法。

本文利用给出的测井数据,对地层力学参数、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算,作出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面,分析井壁坍塌原因;研究储层段的出砂可能性。

2 利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性2.1 估算地层泥质含量自然伽玛测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核素核衰变过程中放射出来的γ射线的强度,它可用于划分岩性,估算地层泥质含量。

由于泥质颗粒细小,具有较大的比面,使它对放射性物质有较大的吸附能力,并且沉积时间长,有充分的时间与溶液中的放射性物质一起沉积下来,所以泥质有很高的放射性。

在不含放射性矿物的情况下,泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性的强弱。

所以有可能利用自然伽玛测井资料来估算泥质的含量,具体方法有两种[1] P125:相对值法2121GR GCUR I cl GCUR V ⋅-=- (2-1) 式中:cl V 为泥质的体积含量。

GCUR 为希尔奇指数,与地质时代有关,可根据取芯分析资料与自然伽玛测井值进行统计确定,对于第三系地层取3.7,老地层取2(本作业中取2)。

GR I 为泥质含量指数。

min max minGR GR GR I GR GR -=- (2-2)min max ,,GR GR GR 分别表示目的层的、纯泥岩层的和纯砂岩层的自然伽玛值。

本测井数据中min GR =26.4;max GR =154.319。

计算出的泥质含量与井深的关系见第8部分图1。

2.2 估算地层biot 系数当泥质含量cl V >0.8时,biot 系数α=0.6,当泥质含量cl V <0.2时,biot 系数α=0.9,当0.20.8cl V <<时,biot 系数()0.80.60.30.6cl V α-=+⨯。

计算出的biot 系数与井深的关系见第8部分图2。

3 利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。

3.1纵、横声波速度[2]声波速度测井是测量地层声波速度的测井方法,声波速度测井可测量滑行波通过地层传播的时差△T ,纵波时差△t s 和横波时差△t p 可从由测井公司提供的测井曲线或磁盘数据中得到,经过换算即可得到纵横波速度为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯∆=⨯∆=66101101s S p P t V t V (m/s ) (3-1) 式中:p t ∆为纵波时差,m s /μ;s t ∆为横波时差,m s /μ。

大部分的油田测井作业中,并不作全波列测井,即缺少横波测井资料,因此针对某一地层,就需要借助经验公式来估算横波速度。

对于大多数地层,其柏松比一般在0.2~0.3之间,因此有:0.7040.554s p V V =- (3-2)计算出纵、横声波速度与井深的关系见第8部分图3。

利用B 井测井数据计算分析地层强度参数3.2岩石的动态弹性参数确定[2]岩石为各向同性无限弹性体,则根据纵波速度和横波速度计算动态泊松比和动态杨氏模量的关系为:()()2223/4/1S P S d P S V V V E V V ρ⎡⎤-⎣⎦=- (3-3)()()[]1/22/22--=S P S P d V V V V μ (3-4) 其中:p V 为纵波速度;s V 为横波速度;ρ为岩石密度;d μ为动态泊松比;d E 为动态弹性模量。

应用上式以及从密度测井和声波测井得到的一系列数据,我们能确定整个井深剖面内的岩石弹性参数。

3.3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化[3]根据文献[3]岩石的动态参数与静态参数的关系式可以表示为:40.19890.6042(10)s d E E MPa =-+ (3-5)0.12390.3615s d U U =+ (3-6)动态弹性模量与静态弹性模量井深的关系见第8部分图4;动态泊松比与静态泊松比与井深的关系见第8部分图5。

4 利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面长期以来,一直有不少研究人员尝试着从测井资料获取岩石特性参数。

地层声波测井反映声波在岩石中的传播速度,它与岩石的密度、孔隙度、结构强度等密切相关,它作为衡量岩石强度参数的一个重要指标,长期以来为众多学者所重视。

4.1岩石单轴抗压强度的确定[2]Miller 和Deere 在实验基础之上建立了岩石单轴抗压和岩石弹性模量、粘土含量之间的关系;()11008.010045.0c d c d c V E V E ⨯+-⨯=σ (4-1)式中:1c V 为砂岩的泥质含量;d E 为砂岩的动态杨氏模量,MPa 。

单轴抗压强度与井深的关系见第8部分图6Cotaes 等人继Miller 和Deere 之后,提出了岩石固有剪切强度(τ)与单轴抗压强度(c σ)之间的关系6c στ= (4-2)岩石实验表明,岩石的单轴抗压强度一般是其抗拉强度的8~15倍,因此,可以用下式近似计算岩石的抗拉强度: 15ct S σ= (4-3)式中:t S 为岩石的抗拉强度,MPa 。

Kcl=8~15,本次计算取15。

抗拉强度与井深的关系见第8部分图74.2岩石粘聚力和内摩擦角的确定Coast 提出沉积岩的年粘聚力和单轴抗压强度(c σ)的经验关系式:60 3.62610c d C K σ-=⨯ (4-4)式中:d K 为岩石的动态体积压缩模量。

粘聚力与井深的关系见第8部分图7对岩石强度内摩擦角的计算,在斯伦贝谢公司推出的力学稳定性测井软件中假定所有岩石的内摩擦角为30°,这与实际情况不符,岩石的类型、颗粒大小等均对φ有很大的影响。

一般岩石的φ值与o C 值存在着一定的对应关系。

根据玛湖油田13组岩芯的实测强度参数值,通过回归分析得到泥页岩地层内摩擦角φ与粘聚力o C 间的相关关系式为:o C 4952.0545.36-=φ (4-5)内摩擦角与井深的关系见第8部分图85 计算地层地应力地层间或者层间的不同岩性岩石的物理特性、力学特性以及地层孔隙压力等方面的差别造成了层间或者层内应力分布的非均匀性。

测井资料可以有效地计算这些特征量。

根据上述测井资料解释出来的岩层物理、力学参数可以有效地解释地应力。

由于0-700米的井段缺少测井数据,我们需要从下部的底层的测井数据推倒0-700岩石参数,由于在自然沉积过程中,由于岩石的压实效应,岩石的密度往往随地层深度的增加而增加并且近似的成正比关系,我们不妨用700-3800米的地层密度测井数据拟和岩石密度与井深的变化关系。

s AH B ρ=+ (5-1)式中:H 为井深,A 、B 为拟合数据。

本次计算中拟合结果为:当H=700米处,该处的上腹岩层压力约为700013.964V s gdH MPa σρ==⎰ (5-2)黄荣樽等假设地下岩层的地应力主要由上覆岩层压力与水平方向构造应力产生,且水平方向的构造应力与上覆岩层压力成正比[4]P92。

()1()1H v s H H v p p s s h h v p p s gdh u p p u u p p u σρσξσαασξσαα=⎛⎫=+-+ ⎪-⎝⎭⎛⎫=+-+ ⎪-⎝⎭⎰ (5-3) 式中:H ξ、h ξ为地应力系数;H ξ、h ξ为地应力系数;是区域地层的特性值,那么我们可根据水力压裂试验的方法反求它们的值。

相关文档
最新文档