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1、岩石力学试题样本（老师给看不给拷版本）一 填空（每空 1 分，共 20 分）1.钻井过程中的漏失实验的目的是测试地层承压能力2.岩石中有效孔隙体积与岩石总体积的比值为有效孔隙度3.岩石渗透率的单位是达西4.岩石横向相对压缩与纵向相对伸长之比称为岩石的泊松比5.水力压裂法是目前最准确的地应力测试方法6.在岩石力学中，通常 1代表最大主应力，3 代表最小主应力， 2 代表中间主应力7.按照不同的成岩过程将岩石分为以下三类：岩浆岩（火成岩） 、沉积岩、变质岩8.实验中，静态弹性模量和静态泊松比是通过岩样在施加载荷条件下的应力应变关系9.动态弹性常数由测量的弹性波速度和体积密度计算得到10岩石在恒定载
2、荷持续作用下，其变形随时间逐渐缓慢地增长现象称为蠕变11.原地应力是指钻井、油气开采等活动进行之前，地层中地应力的原始大小12.原地应力状态产生的原因有：上覆岩层的重力、构造运动产生的构造应力13.确定原地应力的主要方法有：差应变分析、波速各向异性、声发射法二 判断题（每题 2 分，共 20 分）1.Drucker-Prager 准则是三应力准则（）2构造应力又叫地应力（）3. 水力压裂法是地应力大小测量最准确的方法（）4.岩石力学规定：压应力为负，拉应力为正（）5.水力压裂裂缝的方向与最小水平主应力平行（）6.动态弹性模量一般都远远高于静态弹性模量（）7.随着围压的增加，岩石逐渐从脆性转化为
3、延性（）8.岩石强度及破坏前应变均随围压的增加而增加（）9.沿层理面抗拉强度最低（）10.对于非脆性岩石，随着围压升高内摩擦角减小，粘聚力增大（）三 论述题（每题 10 分，共 30 分）1、论述图中 OA 段、AB 段、BC 段以及 B 点和 C 点的含义。答：(1)OA 曲线载荷由 0 逐渐增加到 A 点，曲线呈现微微向上弯曲的形状，这是岩石试件内部存在一定的微裂隙（crack）,当载荷增加时，试件逐渐被压密所导致的结果。该段曲线曲凹程度，取决于岩石中容易被压密的裂隙数量，对致密岩石或在高围压下，这种现象不太明显。（2）AB 曲线一般 AB 曲线呈近似直线，其斜率称为弹性模量 E。加载是在
4、 B 点一下OB 区间内时，若卸去载荷，则变形可完全恢复，没有永久变形，所以 OB 区间为弹性变形阶段。（3）BC 曲线当载荷继续增加超过 B 点后，该曲线呈向下弯曲形状，这说明压力增加不大，而应变增加很多。曲线 B 点是产生弹性变形的应力极限值，称为弹性极限（elastic limit） 。应力应变曲线最高点 C 的应力值称为抗压强度，它表示岩石在这种条件下所能承受的最大压应力。2.钻井过程中影响井壁稳定性的因素有哪些？影响井壁稳定的因素概括起来可分为四大类：（1） 地质力学因素，原始地应力状态、地层孔隙压力（随地层孔隙压力升高，井壁稳定性变差） 、原地温度（温度高井壁易失稳） 、地质构造特
5、质（强烈构造地区井壁易失稳）等。这些因素是不可改变的，只能准确地确定它们。（2） 岩石的综合性质，岩石的强度（强度变差井壁稳定性变差）和变形特征等。孔隙度、含水量（含水量越大井壁稳定性越差） 、粘度含量、组成及压实情况等。（3） 钻井液的综合性质，化学组成、连续相的性质、内部相的组成和类型、与连续相有关的添加剂类型、泥浆体系的维护等。特别是对于泥页岩和泥质胶结的砂岩，钻井液对它们的物理力学性质的影响非常大。（4） 其他工程因素，包括打开井眼的时间（时间越长井壁稳定性越差） ，裸眼长度，井身结构参数（井深、井斜角、方位角越大、井壁稳定性越差） 、压力激动和抽吸等。这些因素和参数之间和相互作用、相
6、互影响，使井壁稳定问题变得非常复杂。3.用符号表示一点的应力状态。四 计算题（共 30 分）某油田井深为 2500 米的砂岩地层，强度符合库伦莫尔准则，其内聚力为6.0MPa，内摩擦角 43.8，泊松比为 0.2，单轴抗拉强度为 0.地层的上覆岩层压力梯度为 22.6kPa/m，地层孔隙压力梯度为 12.2 kPa/m，假设水平地应力均匀，且其应力梯度 17.0 kPa/m，试确定打开该砂岩层的合理泥浆密度范围？解：（1） 原地应力状态确定上覆岩层压力 v=22.62500=56.5 MPa水平地应力 H= h=17.02500=42.5 MPa(2)地层孔隙压力 Pp=12.22500=30
7、.5 MPa(3)地层破裂压力Pf=3 h-H+ t-Pp=342.5-42.5+0-30.5=54.5 MPa当量泥浆密度为： f=100 Pf/H=10056.68/2600=2.18g/cm3(个人认为此处有误，用 P=gh 计算，且 g=9.80,得出 f=2.224 g/cm3)（5） 地层坍塌压力井壁上的应力分量为： r=Pw =2 h- Pw=85- Pw z= v=56.56 MPa从井壁上的应力分布来看，最大主应力是在上覆岩层压力方向上，即 1= z当 1= z 时，最小主应力所在的方向就有两种可能性：(没拍到，所以缺了一部分) 3= r 3= 若 1= z， 3= r 则有
8、=0.5 （56.5- Pw）cos43.8=20.39-0.361 Pw n=0.5(56.5+ Pw)- 0.5（56.5- Pw）sin43.8 -30.5=0.846 Pw-21.8因而 20.39-0.361 Pw =6+（0.846 Pw-21.8）0.959Pw=30.11 MPa当量泥浆密度为 =1.204g/cm 3若 1= z, 3= 则有=0.5 （56.5-85+ Pw）cos43.8=0.361 Pw-10.29 n=0.5(141.5- Pw)- 0.5（Pw-28.5）sin43.8 -30.5=50.6-0.846 PwPw=55.29 MPa=2.21g/cm 3因此打开该砂岩层的合理泥浆密度范围是：=1.16-2.18 g/cm 3。
