岩石脆性实用.pptx

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。第1页/共9页 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)；(4)高回弹能；(5)内摩擦角大。第2页/共9页 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。第3页/共9页 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。脆性指数评价第4页/共9页第5页/共9页弹性参数法 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需要进行校正。第6页/共9页矿物组分法 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。第7页/共9页弹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:第8页/共9页感谢您的观看！第9页/共9页