岩石脆性PPT课件

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脆性指数评价
岩石的脆性与其力学特性密切相关，根据脆性的定义和破 坏的现象，国内外学者根据不同的研究目的，从不同角度提出 近20 种表示岩石脆性的指标(基于强度、全过程应力–应变曲线 、加卸载试验、硬度测试、成分分析等)。而这些指标有的可以 反映岩石的脆性差异，有的测试方法不容易掌握，有的还需要 更多的测试以检验其准确性。现场上有两种比较常用的方法评 价岩石脆性，一种是弹性参数法，一种是矿物组分法。
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岩石脆性与储层改造密切相关，是储层力学特性评价、井壁稳定性评 价及水力压裂效果评价的重要指标。但是当前还没有标准的、统一的岩石 脆性定义及测试方法。岩石的脆性虽然没有明确的定义，但以下性质已达 成共识：
(1) 破坏发生于低应变时；
(2) 脆性破坏形态由内部微裂纹主导控制；
(3)高抗压、抗拉强度比(压拉比)；
岩石脆性
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岩石脆性是指岩石受力破坏时所表现出的一种固有性质， 表现为岩石在宏观破裂前发生很小的应变，破裂时全部以弹性 能的形式释放出来。脆性指数表征岩石发生破裂前的瞬态变化 快慢（难易）程度，反映的是储层压裂后形成裂缝的复杂程度 。通常，脆性指数高的地层性质硬脆，对压裂作业反应敏感， 能够迅速形成复杂的网状裂缝；反之，脆性指数低的地层则易 形成简单的双翼型裂缝。因此，岩石脆性指数是表征储层可压 裂性必不可少的参数。
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弹性参数法
这种方法认为杨氏模量越高，泊松比越低的岩石脆性更 强。然而它的不足之处，一是杨氏模量最大值和最小值的确 定方法不统一，因此不同区块的岩石脆性无法对比; 二是杨 氏模量和泊松比在脆性评价中的权重不确定，使得脆性的评 价存在不确定性; 三是连续计算脆性指数时通常用纵横波资 料，对于因井眼不规则和气体影响等因素性参数与矿物成分组合法
随石英含量增加，杨氏模量增加，泊松比减小，表明脆性越来越强; 随粘土含量增加，杨氏模量减小，泊松比增加，表明脆性越来越弱。岩 石破裂时体积变化量随杨氏模量的增加而减小 ，即岩石脆性随杨氏模量 的增加而增加，而泊松比与岩石脆性的关系恰好相反，为了更加突出脆 性强的岩石，综合上述两种计算方法，提出计算岩石脆性的新公式:
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矿物组分法
一般，砂岩和页岩中常见的有三种矿物：石英、方解石 和粘土，其中石英脆性最强，方解石中等，粘土最差，因此 可用三种矿物含量来进行表征。
这种方法简单易操作，但岩石矿物组分多种多样，仅靠 这三种矿物组分含量来表征显得精确性不够，且该方法忽略 了成岩作用的影响，岩石是漫长的地质历史中由不同矿物成 分胶结而成，成岩过程中经历了不同的地质作用，存在压密 程度、空隙等方面的差异，因此即使矿物成分完全相同，脆 性程度也不同，这种方法适用于分析同一地区经历过相同地 质作用的岩石。
(4) 高回弹能；
(5) 内摩擦角大。
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岩石脆性主要表现在以下几个独特方面：
(1) 岩石的脆性不同于像弹性模量、泊松比这样的单一力学参数，它受多个 因素共同制约，想要表征脆性，需建立特定的脆性指标。
(2) 脆性受内外因素共同作用。脆性是以内在非均质性为前提，在特定加载 条件下表现出的特性。
(3) 脆性破坏是在非均匀应力作用下，产生局部断裂，并形成多维破裂面的 过程。在外力作用下，岩石发生脆性破坏，内部微裂纹的萌生、裂纹稳定 扩展至非稳定交联的过程都与岩石的脆性密切相关。