钻井工程管志川钻井工程地质条件.pptx

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1、上上覆覆岩岩层层压压力力地地层层某某处处的的上上覆覆岩岩层层压压力力是是该该处处以以上上地地层层（包包括括岩岩 石石基基质质和和岩岩石石孔孔隙隙中中流流体体）总总重重力力所所产产生生的的压压力。力。式中：式中：P P0 0 上覆岩层压力，上覆岩层压力，MPaMPa；D D地层地层垂直垂直深度深度,m,m；岩岩石石孔孔隙隙度度，%；mama岩岩石石骨骨架架密密度度，g/cmg/cm3 3；f f孔孔隙隙中中流流体体密密度度，g/cmg/cm3 3；0 0地地层层密密度度，g/cmg/cm3 3。（分段计算）（分段计算）（二）上覆岩层压力（二）上覆岩层压力（Overburden pressur）第

2、1页/共65页地层密度的确定：地层密度的确定：密度测井法密度测井法,声波测井法：声波测井法：o=T ma-2.11*(T-T ma)/(T f+T )上覆岩层压力梯度上覆岩层压力梯度 上覆岩层压力随深度增加而增大。上覆岩层压力随深度增加而增大。沉沉积积岩岩的的平平均均密密度度大大约约为为2.5g/cm2.5g/cm3 3，上上覆覆岩岩层层压压力力梯梯度度一一般般为为0.0227 MPa/m0.0227 MPa/m。在实际钻井过程中，以钻台作为上覆岩层压力的基准面。在实际钻井过程中，以钻台作为上覆岩层压力的基准面。（二）上覆岩层压力（二）上覆岩层压力（Overburden pressur）第2页

3、/共65页地层压力地层压力指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层指岩石孔隙中的流体所具有的压力，也称地层 孔孔隙隙压压力力（formation pore pressue），用用pp 表示表示。正常地层压力正常地层压力 等于地层流体的静液压力，等于地层流体的静液压力，pp=ph。异常地层压力异常地层压力 地层压力大于或小于正常地层压力。地层压力大于或小于正常地层压力。超过正常地层压力的地层压力超过正常地层压力的地层压力(ppph)称为异常高压。称为异常高压。低低于于正正常常地地层层静静液液压压力力的的地地层层压压力力(pp pp+3321（二）地层破裂压力（二）地层破裂压力第26页/共65页（

4、1）Hubbert&Willis（1957）认认 为为：三三 维维 不不 均均 匀匀 应应 力力 状状 态态，1 2 3，3=(1/31/2)1 井井内内液液压压力力必必须须克克服服地地层层孔孔隙隙压压力力和和最最小小有有效效水水平平地地 应力时地层才能破裂。应力时地层才能破裂。（2）Mathews&Kelly(1967)认为：认为：水平均匀地应力状态，水平均匀地应力状态，3=2=Ki(D)1 井内液柱压力必须克服地层孔隙压力和最小有效水平井内液柱压力必须克服地层孔隙压力和最小有效水平 地应力时地层才能破裂。地应力时地层才能破裂。（三（三)预测方法预测方法（1-21）第27页/共65页（3）E

5、aton(1969)认为：认为：水平均匀地应力状态，水平均匀地应力状态，井内液压必须克服地层孔隙压力和最小有效水井内液压必须克服地层孔隙压力和最小有效水 平地应力时地层才能破裂。平地应力时地层才能破裂。（三（三)预测方法预测方法（1-23）（1-24）第28页/共65页（4 4）黄荣樽（）黄荣樽（19851985）认为：认为：井壁岩石处于三维不均匀应力状态，井壁岩石处于三维不均匀应力状态，1 23；水平地应力由上覆岩层压力和构造力两部分产生；水平地应力由上覆岩层压力和构造力两部分产生；当井内液压力超过井壁上某一点处的地层孔隙压力、当井内液压力超过井壁上某一点处的地层孔隙压力、切向切向（周向）（

6、周向）有效应力和岩石的抗拉强度，地层开裂有效应力和岩石的抗拉强度，地层开裂。式中：式中：，由现场压裂实验数据求得；由现场压裂实验数据求得；St 岩心抗拉试验求得岩心抗拉试验求得。（三（三)预测方法预测方法第29页/共65页步骤：步骤：1 1、下套管固井侯凝后，钻、下套管固井侯凝后，钻4-5米新井眼；米新井眼；2 2、上提钻头至套管鞋内；、上提钻头至套管鞋内；3 3、关闭防喷器（闸板）和节流阀；、关闭防喷器（闸板）和节流阀；4 4、缓慢启动泵，小排量、缓慢启动泵，小排量（0.66-1.32L/S)向井内注入钻井液；向井内注入钻井液；5 5、记录注入量和立管压力并随时绘制、记录注入量和立管压力并随

7、时绘制 二者关系曲线；二者关系曲线；6 6、当立压开始下降并趋与平缓后，停泵：、当立压开始下降并趋与平缓后，停泵：7 7、求出地层的破裂压力。、求出地层的破裂压力。（四）（四）现场液压试验现场液压试验第30页/共65页（四）（四）现场液压试验现场液压试验第31页/共65页一、地下各种压力的概念一、地下各种压力的概念1.1.静液压力：静液压力：ph=0.00981hl 2.2.上覆岩层压力上覆岩层压力的概念；的概念；3.3.基岩应力；基岩应力；4.4.地层压力地层压力 正常地层压力：水力学开启系统正常地层压力：水力学开启系统 异常高压：异常高压：水力学封闭系统水力学封闭系统 5 5、异常低压和异

8、常高压的成因、异常低压和异常高压的成因；本节小结本节小结:第32页/共65页二、地层压力评价方法二、地层压力评价方法 1.地层压力预测方法地层压力预测方法声波时差法声波时差法 2.地层压力监测（检测）方法地层压力监测（检测）方法d dc c 指数法指数法第33页/共65页思考题思考题：1 1、在正常压力地层声波时差和、在正常压力地层声波时差和d dc c指数随井深变化的规律是什麽？指数随井深变化的规律是什麽？2 2、利用声波时差和、利用声波时差和d dc c指数为什麽能够预测或监测异常高压地层？指数为什麽能够预测或监测异常高压地层？3 3、为什么现场一般在下套管固井后进行压裂实验？、为什么现场

9、一般在下套管固井后进行压裂实验？4 4、如何根据压裂试验曲线计算地层破裂压力、如何根据压裂试验曲线计算地层破裂压力pf和构造应力系数和构造应力系数Kss？5 5、液压试验时，如果井口压力接近地面设备的承压能力时地层仍未、液压试验时，如果井口压力接近地面设备的承压能力时地层仍未压裂，此时该怎么办？压裂，此时该怎么办？第34页/共65页第二节第二节 岩石的工程力学性质岩石的工程力学性质一、岩石的类型及结构特点一、岩石的类型及结构特点（一）（一）岩石的组成岩石的组成岩岩石石 是是矿矿物物颗颗粒粒的的集集合合体体，颗颗粒粒之之间间或或者者靠靠直直接接接接触触面面上上的的作作用用力力联联结结，或或者者由

10、由外外来来的的胶胶结结物物胶胶结结。大大多多数数岩岩石石由由两两种种以以上上的的矿物成分组成。矿物成分组成。矿矿物物 是是具具有有固固定定的的化化学学成成分分和和确确定定的的物物理理性性质质的的天天然然无无机机化化合合物物。除除了了硫硫、碳碳的的矿矿物物及及少少数数金金属属外外，绝绝大大多多数数矿矿物物是是由由两两种种以以上元素组成的化合物。上元素组成的化合物。主要造岩矿物一览表主要造岩矿物一览表（P22P22，表，表1-11-1）。第35页/共65页岩石可分为三大类：岩石可分为三大类：火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩）由岩浆（硅酸盐）容体冷凝而成。如花岗岩、由岩浆（硅酸盐）容体冷凝而成。如花岗

11、岩、玄武岩、橄榄岩、安山岩等。玄武岩、橄榄岩、安山岩等。变质岩变质岩火成岩和沉积岩等由于高温高压作用或外来物质的加入，火成岩和沉积岩等由于高温高压作用或外来物质的加入，改变了原来的成分、结构，变成新的岩石。改变了原来的成分、结构，变成新的岩石。如：花岗岩如：花岗岩片麻岩，石灰岩片麻岩，石灰岩大理岩，石英砂岩大理岩，石英砂岩石英岩等。石英岩等。沉积岩沉积岩母岩风化后的产物经过搬运、沉积和成岩作用而形成的岩石。母岩风化后的产物经过搬运、沉积和成岩作用而形成的岩石。如：泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩、石膏、岩盐如：泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩、石膏、岩盐 。（二）（二）岩石的类型岩石的类型第36页/共65

12、页 在地壳中，火成岩占在地壳中，火成岩占95%95%，沉积岩约，沉积岩约5%5%，变质岩很少。，变质岩很少。在地表中，沉积岩占在地表中，沉积岩占75%75%，火成岩和变质岩占，火成岩和变质岩占25%25%。（二）（二）岩石的类型岩石的类型第37页/共65页(1)(1)碎屑沉积岩碎屑沉积岩 母岩风化后的物质经机械沉积作用后形成的岩石。碎屑颗粒母岩风化后的物质经机械沉积作用后形成的岩石。碎屑颗粒（岩石碎屑、矿物碎屑）由胶结物（岩石碎屑、矿物碎屑）由胶结物（泥质、铁质、钙质、硅质泥质、铁质、钙质、硅质）胶）胶结在一起。结在一起。砾岩：颗粒大于颗粒大于1mm1mm。主要是火成岩、变质岩碎屑，碎屑间由胶

13、结物充填。主要是火成岩、变质岩碎屑，碎屑间由胶结物充填。砂岩：颗粒颗粒0.10.11mm1mm。石英、长石、辉石、角闪石、云母等矿物颗粒。石英、长石、辉石、角闪石、云母等矿物颗粒+胶结物胶结物粉砂岩：介于砂岩和泥岩之间的一类岩石，颗粒尺寸介于砂岩和泥岩之间的一类岩石，颗粒尺寸0.10.01mm。泥 岩：颗粒小于颗粒小于0.01mm0.01mm。主要成分为粘土矿物，并含有部分。主要成分为粘土矿物，并含有部分 碎屑物质（石英、长石、云母等）。碎屑物质（石英、长石、云母等）。巨砾：巨砾：1m1m；粗砾：；粗砾：1001001000mm1000mm；中砾：；中砾：1010100mm100mm；细砾：；

14、细砾：1 110mm10mm粗砂：粗砂：0.50.51mm1mm；中砂：；中砂：0.250.250.5mm0.5mm；细砂：；细砂：0.10.25mm沉积岩类型沉积岩类型第38页/共65页 (2)(2)化学沉积岩（结晶沉积）化学沉积岩（结晶沉积）母岩风化后的溶解物质经化学沉积作用后形成晶质岩石。母岩风化后的溶解物质经化学沉积作用后形成晶质岩石。碳酸盐岩碳酸盐岩石灰岩，主要成分为石灰石石灰岩，主要成分为石灰石（CaCO3）白云岩，主要成分为白云石白云岩，主要成分为白云石（MgCa(CO3)2）硫酸盐岩硫酸盐岩石膏（石膏（CaSOCaSO4 4）岩岩 盐盐石盐石盐（NaCl）在沉积岩中：泥岩在沉积

15、岩中：泥岩60%60%，砂岩，砂岩30%30%，碳酸盐岩居第三位。，碳酸盐岩居第三位。沉积岩类型沉积岩类型第39页/共65页（1 1）结构特点）结构特点 结构指岩石的微观组织特征，包括矿物成分、颗粒大小、结构指岩石的微观组织特征，包括矿物成分、颗粒大小、形状及排列方式、颗粒间的联结情况等。形状及排列方式、颗粒间的联结情况等。特点：特点：矿物成分不确定、颗粒大小不等、颗粒形状多样、矿物成分不确定、颗粒大小不等、颗粒形状多样、颗粒分布不均匀、胶结强度有强有弱。颗粒分布不均匀、胶结强度有强有弱。（2 2）构造特点）构造特点 构造指岩石的宏观组织特征，是指岩石组分的空间分布构造指岩石的宏观组织特征，是

16、指岩石组分的空间分布及其相互间的位置关系。及其相互间的位置关系。如层理、页理、节理（裂隙）、孔如层理、页理、节理（裂隙）、孔隙度等隙度等。（三）（三）沉积岩的特点沉积岩的特点第40页/共65页 层层 理理岩石一层层迭起来的现象。岩石一层层迭起来的现象。倾斜的层状结构是沉积岩的主要构造特征。倾斜的层状结构是沉积岩的主要构造特征。形成层理的原因：形成层理的原因：颗粒大小在纵向上的变化颗粒大小在纵向上的变化 岩石成分在纵向剖面上的变化岩石成分在纵向剖面上的变化 某些矿物颗粒的定向排列某些矿物颗粒的定向排列颗粒大小变化颗粒大小变化岩石成分变化岩石成分变化某些矿物颗粒定向排列某些矿物颗粒定向排列（三）（

17、三）沉积岩的特点沉积岩的特点第41页/共65页(3 3）各向异性和非均质性）各向异性和非均质性各向异性：各向异性：如果物体的某一性质随方向的不同而不同，则称物体如果物体的某一性质随方向的不同而不同，则称物体具有具有各向异性。各向异性。岩石一般具有各向异性的性质。如在垂直于和平行于层理面的岩石一般具有各向异性的性质。如在垂直于和平行于层理面的 方向上，岩石的力学性质（弹性、强度等）有较大的差异。方向上，岩石的力学性质（弹性、强度等）有较大的差异。岩石的各向异性性质是由岩石的构造特点所决定的。岩石的各向异性性质是由岩石的构造特点所决定的。结晶矿物颗粒的定向排列、层理、片理、节理等使得岩石具有各结晶

18、矿物颗粒的定向排列、层理、片理、节理等使得岩石具有各向向 异性的特点。异性的特点。（三）（三）沉积岩的特点沉积岩的特点第42页/共65页非均质性：非均质性：如果物体中不同部分的物理、化学性质不同，称该物体是不均质的。如果物体中不同部分的物理、化学性质不同，称该物体是不均质的。岩石一般为非均质体。这是由岩石成分、颗粒大小、颗粒间的联结强度、孔隙度岩石一般为非均质体。这是由岩石成分、颗粒大小、颗粒间的联结强度、孔隙度（密度）的不均匀性所造成的。（密度）的不均匀性所造成的。测定岩石的力学性质时，不同部位的实验结果常存在很大的差异。因此，应采用测定岩石的力学性质时，不同部位的实验结果常存在很大的差异。

19、因此，应采用统计学理论，取合适的均值作为代表。统计学理论，取合适的均值作为代表。（三）（三）沉积岩的特点沉积岩的特点第43页/共65页（一）（一）基本概念基本概念岩石的力学性质岩石的力学性质石受力后表现出来的石受力后表现出来的变形特性变形特性和和强度特性强度特性。弹性弹性岩石在外力作用下产生变形，外力撤除后变形随之消岩石在外力作用下产生变形，外力撤除后变形随之消失失 ，恢复到原来的形状和体积的性质称为弹性。，恢复到原来的形状和体积的性质称为弹性。相应的变形称为弹性变形。相应的变形称为弹性变形。塑性塑性岩石在外力作用下产生变形，外力撤除后变形不能完岩石在外力作用下产生变形，外力撤除后变形不能完

20、全恢复的性质。全恢复的性质。相应的残余变形称为塑性变形相应的残余变形称为塑性变形。二、岩石的机械性质（力学性质）二、岩石的机械性质（力学性质）第44页/共65页脆性脆性岩石在外力作用下变形量很小（小于岩石在外力作用下变形量很小（小于3%3%）时就发生）时就发生破坏的性质。破坏的性质。相应的破坏称为脆性破坏。相应的破坏称为脆性破坏。强度强度岩石在外力作用下发生破坏时的最大应力。岩石在外力作用下发生破坏时的最大应力。抗拉强度抗拉强度岩石单纯受拉伸应力作用时的强度。岩石单纯受拉伸应力作用时的强度。抗压强度抗压强度岩石单纯受压缩应力力作用时的强度。岩石单纯受压缩应力力作用时的强度。抗剪强度抗剪强度岩石

21、单纯受剪切应力作用时的强度岩石单纯受剪切应力作用时的强度 抗弯强度抗弯强度岩石单纯受弯曲应力作用时的强度。岩石单纯受弯曲应力作用时的强度。（一）（一）基本概念基本概念第45页/共65页 弹性模量和泊松比弹性模量和泊松比虎克定律虎克定律：泊松比：泊松比：弹性系数之间的关系：弹性系数之间的关系：应力；应力；应变；应变；E E弹性模量弹性模量应力；应力；剪应变；剪应变；G G剪切剪切弹性模量弹性模量（各向同性材料）（各向同性材料）（一）（一）基本概念基本概念第46页/共65页简单应力条件：岩石受单一外载（压、拉、剪、弯）作用。简单应力条件：岩石受单一外载（压、拉、剪、弯）作用。（1 1）试验方法）试

22、验方法抗压试验抗压试验抗拉试验抗拉试验-巴西实验巴西实验（二）（二）简单应力条件下岩石的力学性质简单应力条件下岩石的力学性质第47页/共65页抗剪试验抗剪试验抗弯试验抗弯试验（二）（二）简单应力条件下岩石的力学性质简单应力条件下岩石的力学性质第48页/共65页破坏方式破坏方式（二）（二）简单应力条件下岩石的力学性质简单应力条件下岩石的力学性质第49页/共65页（2 2）一般规律）一般规律：在简单应力条件下，大部分岩石都接近弹性脆性体，岩石的破在简单应力条件下，大部分岩石都接近弹性脆性体，岩石的破坏表现为脆性破坏。坏表现为脆性破坏。岩石的弹性模量与所加载荷大小及应变种类有关。当载荷较小岩石的弹性

23、模量与所加载荷大小及应变种类有关。当载荷较小时，弹性模量接近常数，且各种应变情况下的弹性模量相差不时，弹性模量接近常数，且各种应变情况下的弹性模量相差不大。当载荷较大时，大。当载荷较大时，在受压缩的情况下，弹性模量将随载荷的在受压缩的情况下，弹性模量将随载荷的增大而增大；在受拉伸的情况，弹性模量则随载荷的增大而减增大而增大；在受拉伸的情况，弹性模量则随载荷的增大而减小。小。在动外力（如声波）作用下，大多数岩石服从直线虎克定律。在动外力（如声波）作用下，大多数岩石服从直线虎克定律。一般情况下：一般情况下：抗拉强度抗弯强度抗拉强度抗弯强度抗剪强度抗压强度抗剪强度抗压强度。垂直于地层层面方向的岩石强

24、度平行于地层层面方向的岩石垂直于地层层面方向的岩石强度平行于地层层面方向的岩石强度强度。（二）（二）简单应力条件下岩石的力学性质简单应力条件下岩石的力学性质第50页/共65页(1)(1)三轴岩石试验三轴岩石试验12=311123 2=323（三）（三）复杂应力条件下岩石的力学性质复杂应力条件下岩石的力学性质第51页/共65页 常规三轴试验：常规三轴试验：12=312=3P=2=3P=P=2 2=3 311压压缩缩拉拉伸伸（三）（三）复杂应力条件下岩石的力学性质复杂应力条件下岩石的力学性质第52页/共65页（2 2）一般规律一般规律v岩岩石石在在三三轴轴应应力力条条件件下下的的强强度度明明显显增

25、增加加。随随着着围围压压的的增增大大，岩石强度增大。岩石强度增大。v随随着着围围压压的的增增大大，岩岩石石由由脆脆性性向向塑塑性性转转变变，且且围围压压越越大大，岩岩石破坏前呈现的也塑性越大石破坏前呈现的也塑性越大。v岩岩石石从从脆脆性性向向塑塑性性转转变变的的压压力力（围围压压）称称为为临临界界压压力力。不不同同的岩石，临界压力不同。的岩石，临界压力不同。v在各向均匀压缩状态下，岩石永远不会破坏。在各向均匀压缩状态下，岩石永远不会破坏。3=03=23.53=503=853=1653=326XXXX3=03=27.53=55.53=1553=217.513，MPa13，MPa（三）（三）复杂应

26、力条件下岩石的力学性质复杂应力条件下岩石的力学性质第53页/共65页硬度的概念：硬度的概念：岩石抵抗其它物体表面压入的能力岩石抵抗其它物体表面压入的能力。石石油油工工业业中中的的岩岩石石硬硬度度是是压压入入硬硬度度，也也称称为为史史氏氏硬硬度度，是是由前苏联史立涅尔提出的。由前苏联史立涅尔提出的。硬度与抗压强度区别：硬度与抗压强度区别：硬硬度度是是岩岩石石表表面面的的局局部部抵抵抗抗外外力力压压入入的的能能力力，抗抗压压强强度度则则是岩石整体抗压的能力。是岩石整体抗压的能力。塑性系数：塑性系数：表征岩石塑性和脆性大小的参数。表征岩石塑性和脆性大小的参数。（四）（四）岩石的硬度和塑性系数岩石的硬

27、度和塑性系数第54页/共65页岩石硬度试验装置 71 1液缸缸体；2 2液缸柱塞；3-3-岩样；4 4压头5压力计；6千分表；7柱塞导向杆6压入硬度和塑性系数的测定方法压入硬度和塑性系数的测定方法压入试验压入试验（四）（四）岩石的硬度和塑性系数岩石的硬度和塑性系数第55页/共65页岩石硬度和塑性系数的计算：岩石硬度和塑性系数的计算：塑性系数塑性系数:（四）（四）岩石的硬度和塑性系数岩石的硬度和塑性系数第56页/共65页岩石按塑性系数分类（岩石按塑性系数分类（3 3类、类、6 6级）级）（四）（四）岩石的硬度和塑性系数岩石的硬度和塑性系数第57页/共65页硬度硬度Py：MPa对脆性和塑脆性岩石对

28、脆性和塑脆性岩石：MPa对塑性岩石：对塑性岩石：岩石按硬度的分类（岩石按硬度的分类（6 6类、类、1212级）级）P P破坏载荷；破坏载荷；P P0 0弹性变形载荷弹性变形载荷（四）（四）岩石的硬度和塑性系数岩石的硬度和塑性系数第58页/共65页（一）岩石结构（一）岩石结构（1 1）对晶质岩石，由硬度较高的矿物组成的岩石，其硬度也较高。对晶质岩石，由硬度较高的矿物组成的岩石，其硬度也较高。如玄武岩（斜长石、辉石，如玄武岩（斜长石、辉石，6 6）白云岩（）白云岩（4 4）石灰岩）石灰岩（3 3）。）。（2 2）砂岩的强度随着石英（砂岩的强度随着石英（7 7）含量的增加而增大；）含量的增加而增大；

29、硅质胶结钙质铁质泥质。硅质胶结钙质铁质泥质。（3 3）同种岩石孔隙度增大，密度降低，强度降低。因此，岩石的强）同种岩石孔隙度增大，密度降低，强度降低。因此，岩石的强度一般随埋藏深度一般随埋藏深 度的增加而增大。度的增加而增大。（二）（二）井底各种压力井底各种压力（1 1）有效应力（外压与内压之差）越大，岩石强度越大，塑性越大。有效应力（外压与内压之差）越大，岩石强度越大，塑性越大。（各向压（各向压 缩效应）。缩效应）。（2 2）井内液柱压力与孔隙压力之差越大，岩石强度越大，塑性越大。井内液柱压力与孔隙压力之差越大，岩石强度越大，塑性越大。三、影响岩石力学性质的因素分析三、影响岩石力学性质的因素

30、分析第59页/共65页岩石对动载的抗力要比静载大得多。随着冲击速度增大，硬度增大，塑性系数岩石对动载的抗力要比静载大得多。随着冲击速度增大，硬度增大，塑性系数 减小。减小。但在冲击速度小于但在冲击速度小于1010米米/秒时，岩石硬度和塑性系数变化不大，接近于静载秒时，岩石硬度和塑性系数变化不大，接近于静载时的数值。时的数值。在在1000010000米深度范围内：米深度范围内：强度：岩盐泥页岩石灰岩石膏白云岩；强度：岩盐泥页岩石灰岩石膏白云岩；砂岩强度取决于胶结物及胶结程度。砂岩强度取决于胶结物及胶结程度。塑性：岩盐石灰岩泥页岩石膏白云岩石英岩塑性：岩盐石灰岩泥页岩石膏白云岩石英岩（三）（三）载

31、荷性质的影响载荷性质的影响第60页/共65页（一）（一）岩石可钻性岩石可钻性(Rock Drillability）（1 1）概念）概念 岩石可钻性可理解为岩石破碎的难易性，它反映了是岩石抵抗钻岩石可钻性可理解为岩石破碎的难易性，它反映了是岩石抵抗钻头破碎的能力头破碎的能力。（2 2）评价方法）评价方法 在钻压在钻压889.7N889.7N（200200磅）、转速磅）、转速55r/min55r/min的固定条件下，用直径的固定条件下，用直径31.7531.75mmmm（1-1/4in1-1/4in）的微型钻头在岩心上钻孔，以钻进）的微型钻头在岩心上钻孔，以钻进2.4mm2.4mm孔深所需要的时孔

32、深所需要的时间间t td d作为岩石可钻性指标，由此把岩石分为易钻的和难钻的。作为岩石可钻性指标，由此把岩石分为易钻的和难钻的。为应用方便，常用为应用方便，常用 K Kd d=Log=Log2 2t td d 作为可钻性指标，称为作为可钻性指标，称为可钻性级可钻性级值值。四、岩石的可钻性和研磨性四、岩石的可钻性和研磨性第61页/共65页级别级别td/秒秒448816163232646412812825625651251210241024 Kd22 33 44 55 66 77 88 99 1010分类分类极软极软软软中软中软中中中硬中硬硬硬极硬极硬（3 3）可钻性分级）可钻性分级（一）（一）岩

33、石可钻性岩石可钻性第62页/共65页岩石磨损钻头切削刃材料的能力称为岩石的研磨性。岩石磨损钻头切削刃材料的能力称为岩石的研磨性。至今尚没有统一的测定岩石研磨性的方法和分级标准至今尚没有统一的测定岩石研磨性的方法和分级标准。（二）（二）岩石研磨性（岩石研磨性（Rock Abrasiveness）第63页/共65页1.1.岩石的组成岩石的组成（矿物颗粒与胶结物）（矿物颗粒与胶结物）2.2.岩石三大类岩石三大类 （火成岩、变质岩、沉积岩）（火成岩、变质岩、沉积岩）3 3、沉积岩类型、沉积岩类型 （碎屑沉积岩、化学沉积岩）（碎屑沉积岩、化学沉积岩）4.4.沉积岩的特点沉积岩的特点 （结构特点、构造特点

34、）（结构特点、构造特点）5 5、岩石各向异性的概念、岩石各向异性的概念6 6、岩石的力学性质、岩石的力学性质（受力表现出来的受力表现出来的变形特性变形特性和和强度特性强度特性）。7 7、岩石的强度、岩石的强度（抗拉强度抗弯强度（抗拉强度抗弯强度抗剪强度抗压强度抗剪强度抗压强度）8 8、岩石在三轴应力条件下的强度与变形特性、岩石在三轴应力条件下的强度与变形特性v岩岩石石在在三三轴轴应应力力条条件件下下的的强强度度明明显显增增加加。随随着着围围压压的的增增大大，岩石强度增大。岩石强度增大。v随随着着围围压压的的增增大大，岩岩石石由由脆脆性性向向塑塑性性转转变变，且且围围压压越越大大，岩岩石破坏前呈现的也塑性越大石破坏前呈现的也塑性越大9 9、有效应力与各向压缩效应的概念；、有效应力与各向压缩效应的概念；1010、岩石硬度和塑性系数的概念、计算、岩石硬度和塑性系数的概念、计算1111、岩石硬度和塑性分级（硬度：、岩石硬度和塑性分级（硬度：6 6类，类，1212级，塑性级，塑性3 3类，类，6 6级）级）1212、岩石的可钻性和研磨性、岩石的可钻性和研磨性本节重点本节重点第64页/共65页感谢您的观看！第65页/共65页