钻井工程理论与演示课件

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1、1 1、本章重点：、本章重点： （1 1）地下压力特征；）地下压力特征； （2 2）异常高压的形成及地层压力的预测、检测方法）异常高压的形成及地层压力的预测、检测方法 （3 3）地层破裂压力的获取方法）地层破裂压力的获取方法 （4 4）岩石的工程力学性质）岩石的工程力学性质 2 2、难点：、难点： （1 1）异常高压的形成及地层压力的预测、检测方法）异常高压的形成及地层压力的预测、检测方法 （2 2）地层破裂压力的获取方法）地层破裂压力的获取方法 第一章第一章 钻井的工程地质条件钻井的工程地质条件1一、地下各种压力的概念一、地下各种压力的概念 （一）静液压力（一）静液压力（hydrostati

2、c pressurehydrostatic pressure） 静液压力静液压力由液柱自身的重力所引起的压力由液柱自身的重力所引起的压力, ,其大小与液其大小与液 体的密度与液柱的垂直高度或深度相乘体的密度与液柱的垂直高度或深度相乘。 p ph h=0.00981h=0.00981hl l 式中：式中：p ph h静液静液压力，压力，MpaMpa；液体密度液体密度,g/cm,g/cm3 3； h hl l液柱液柱垂直垂直高度，高度，m m。 静液压力梯度静液压力梯度单位深度的液柱压力称为静液压力梯度，单位深度的液柱压力称为静液压力梯度， G Gh h p ph h / h/ hl l0.009

3、810.00981第一节第一节 地下压力特性地下压力特性2（二）上覆岩层压力（二）上覆岩层压力（Overburden pressur） 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（包包括岩石基质和岩石孔隙中流体）总重力所产生的压力。括岩石基质和岩石孔隙中流体）总重力所产生的压力。 式中：式中： p p0 上覆岩层压力上覆岩层压力，MPaMPa； DD地层地层垂直垂直深度深度,m,m； 岩石孔隙度岩石孔隙度，% %； mama岩石骨架密度岩石骨架密度，g/cmg/cm3 3； 孔隙中流体密度孔隙中流体密度，g/cmg/cm3 3；0 0地层密

4、度地层密度， g/cmg/cm3 3。 （分段计算）（分段计算）3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2.52.5克克/ /厘厘米米3 3，上上覆覆岩岩层层压压力力梯梯度度一一般为般为0.02270.0227兆帕兆帕/ /米。米。 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。

5、 4（三）地层压力（三）地层压力（formation pressueformation pressue） 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 孔隙压力（孔隙压力（formation pore pressueformation pore pressue），用），用p pp p 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(p(pp ppp

6、h h) )称为异常高压。称为异常高压。 低于正常地层静液压力的地层压力低于正常地层静液压力的地层压力(p(pp p ppp+ 3 321263.3.预测方法预测方法 （1 1）Hubbert&WillisHubbert&Willis（19571957） 认为：认为： 三维不均匀应力状态，三维不均匀应力状态，1 12 23 3，3 3= = ( (1/31/2)1 1 井内液压力必须克服地层孔隙压力和最小有效水井内液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。平地应力时地层才能破裂。 （2 2）Mathews & Kelly(1967) Mathews & Kelly(196

7、7) 认为：认为： 水平均匀地应力状态，水平均匀地应力状态，3 3= =2 2=K=Ki i(D)(D)1 1 井内液柱压力必须克服地层孔隙压力和最小有效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。水平地应力时地层才能破裂。 27（3 3）Eaton(1969) Eaton(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。 28（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，

8、井壁岩石处于三维不均匀应力状态， 1 1 2 2 3 3 ； 水平地应力由上覆岩层压力和构造力水平地应力由上覆岩层压力和构造力 两部分产生；两部分产生； 当当 井内液压力超过井壁上某一点处的地层孔隙压井内液压力超过井壁上某一点处的地层孔隙压 力、力、 切切 向（周向）有效应力和岩石的抗拉强度，地向（周向）有效应力和岩石的抗拉强度，地 层开裂层开裂。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。294.4.现场液压试验现场液压试验 步骤：步骤： 1 1、下套管固井侯凝后，钻、下套管固井侯凝后，钻4-54-5米新井米新井眼；眼； 2 2、上

9、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（0.66-0.66-1.32L/S) 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、当立压开始下降并趋与平缓后，停泵；泵； 7 7、求出地层的破裂压力。、求出地层的破裂压力。305.5.地层破裂当量密度地层破裂当量密度P Pf f的计算的计算试验用钻井液密度，试验用钻井液密度，g/cmg/

10、cm3 3漏失压力，漏失压力，MPaMPa试验井身，试验井身，m mD 注意：注意：(1)(1)试验压力不应超过地面设备和套管的承载能力试验压力不应超过地面设备和套管的承载能力! !(2)(2)此试验方法适用于砂泥岩为主的地层此试验方法适用于砂泥岩为主的地层31作业题：作业题： 在井深4000米处进行漏失试验，得到漏失压力pL=20MPa,所用钻井液密度为1.20g/cm3,求地层破裂压力。思考思考： 1 1、为什么现场一般在下套管固井后进行压裂实验？、为什么现场一般在下套管固井后进行压裂实验？2 2、液压试验时，如果井口压力接近地面设备的承压能、液压试验时，如果井口压力接近地面设备的承压能力

11、时地层仍未压裂，此时该怎么办？力时地层仍未压裂，此时该怎么办？32本节小结本节小结一、地下各种压力的概念 1、静液压力 2、上覆岩层压力 3、地层压力（地层流体压力地层压力（地层流体压力/地层孔隙压力）地层孔隙压力） 4、基岩应力 5、异常低压和异常高压的成因异常低压和异常高压的成因二、地层压力评价方法 1、地层压力预测方法声波时差法 2、地层压力检测（监测）方法dc指数法三、地层破裂压力 1、现场液压试验 2、pf计算方法计算方法33一、岩石的类型及结构特点一、岩石的类型及结构特点 1. 1. 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

12、直直接接接接触触面面上上的的作作用用力力联联结结，或或者者由由外外来来的的胶胶结结物物胶胶结结。大大多多数数岩石由两种以上的矿物成分组成。岩石由两种以上的矿物成分组成。 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，绝绝大大多多数矿物是由两种以上元素组成的化合物。数矿物是由两种以上元素组成的化合物。 主要造岩主要造岩矿矿物一物一览览表表（P22，表，表1-1）。 第二节第二节 岩石的工程力学性质岩石的工程力学性质342. 2. 岩石的类型岩石的类型 岩石可分为三大类：岩

13、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。如花由岩浆（硅酸盐）容体冷凝而成。如花 岗岗岩、玄武岩、橄榄岩、安山岩等。岩、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。入，改变了原来的成分、结构，变成新的岩石。 如如: :花岗岩花岗岩片麻岩，石灰岩片麻岩，石灰岩大理岩，石英砂岩大理岩，石英砂岩石英岩石英岩等。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。的岩石。

14、 如如：泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩、石膏、岩泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩、石膏、岩盐盐。 35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%。 36沉积岩类型沉积岩类型 （1）碎屑沉积岩）碎屑沉积岩 母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（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）胶结在一起）胶结在一起。砾岩：砾岩

15、：颗粒大于颗粒大于1mm1mm。主要是火成岩、变质岩碎屑。主要是火成岩、变质岩碎屑+ +胶结物胶结物 巨砾：巨砾：1m1m；粗砾：；粗砾：1001001000mm1000mm；中砾：；中砾：1010100mm100mm； 细砾：细砾：1 110mm10mm砂岩砂岩：颗粒颗粒0.10.11mm1mm。石英、长石、辉石、云母等矿物颗粒。石英、长石、辉石、云母等矿物颗粒+ + 胶结物胶结物 粗砂：粗砂：0.50.51mm1mm；中砂：；中砂：0.250.250.5mm0.5mm；细砂：；细砂：0.10.10.25mm0.25mm粉砂岩：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

16、的一类岩石，颗粒尺寸0.10.10.01mm0.01mm。泥岩：泥岩：颗粒小于颗粒小于0.01mm0.01mm。主要成分为粘土矿物，并含有部分碎屑物质。主要成分为粘土矿物，并含有部分碎屑物质 （石英、（石英、长石、云母等）长石、云母等）。37 (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（CaS

17、O4） 岩岩 盐盐 石盐（石盐（NaCl） 在沉积岩中：泥岩在沉积岩中：泥岩60%，砂岩，砂岩30%，碳酸盐岩居第三位。，碳酸盐岩居第三位。 383. 3. 沉积岩的特点沉积岩的特点 （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、颗矿物成分不确定、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。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

18、宏观组织特征，是指岩石组分的空间分布及构造指岩石的宏观组织特征，是指岩石组分的空间分布及其相互间的位置关系。其相互间的位置关系。如层理、页理、节理（裂隙）、孔隙如层理、页理、节理（裂隙）、孔隙度等度等。 39 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

19、物颗粒定向排列40(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、节理等使得岩石具结晶矿物颗粒的定向排列、层

20、理、片理、节理等使得岩石具有各向有各向 异异 性的特点。性的特点。41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。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、的联结强度、 孔隙度（密度）的不均匀性所造成的。孔隙度（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，应采用统计学理论，取合适的均值作为代表。差异。因此，应采用统计学理论，取合

21、适的均值作为代表。42二、岩石的机械性质（力学性质）二、岩石的机械性质（力学性质） 1.1.几个概念几个概念 岩石的力学性质岩石的力学性质 岩石受力后表现出来的岩石受力后表现出来的变形特性变形特性和和强强度特性度特性。 弹性弹性岩石岩石在外力作用下产生变形，外力撤除后变形随在外力作用下产生变形，外力撤除后变形随之消失，恢复到原来的形状和体积的性质称为弹性。相应之消失，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。的变形称为弹性变形。 塑性塑性岩石岩石在外力作用下产生变形，外力撤除后变形不在外力作用下产生变形，外力撤除后变形不能完能完 全恢复的性质。全恢复的性质。相应的残余变形称

22、为塑性变形相应的残余变形称为塑性变形。 43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%）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

23、石单纯受弯曲应力作用时的强度。 44虎克定律：岩石变形特性452. 2. 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 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 46抗剪试验抗剪试验 抗弯试验抗弯试验 47破坏方式破坏方式48（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

24、有关。当载荷较小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

25、。 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。 493. 3. 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 (1) (1) 三轴岩石试验三轴岩石试验1 2=3 1 1 1 2 3 2=3 2 3 50 常规三轴试验：常规三轴试验：12=3 12=3 P=2=3 P=P=2 2=3 3 1 1 压压 缩缩拉拉 伸伸51（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，

26、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，岩岩石石破破坏坏前前呈呈现现的的塑塑性性越越也也大大。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（围压）称为（围压）称为临界压力。临界压力。不同的岩石，临界压力不同。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，MPa52 4.4.岩石的硬度和塑性系数岩石的硬度和塑性系数 硬度的概念硬度的概念 岩岩石石抵抵抗抗其其它它物物体体

27、表表面面压压入入的的能能力力。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，是是由由前前苏苏联联史史立立涅涅尔尔提提出的。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是岩石整体抗压的能力。则是岩石整体抗压的能力。 塑性系数塑性系数 表示岩石塑性和脆性大小的参数。表示岩石塑性和脆性大小的参数。53 岩石硬度试验装置 771 1液缸缸体；液缸缸体； 22液缸柱塞；液缸柱塞； 3-3-岩样；岩样； 44压头压头 5压力计；压力计； 6千分表；千分表； 7

28、柱塞导向杆柱塞导向杆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54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: :55岩石按塑性系数分类（岩石按塑性系数分类（3类、类、6级）级）56岩石按硬度的分类（岩石按硬度的分类（6 6类、类、1212级）级） 硬度硬度P Py:y: 对脆性和塑脆性岩石对脆性和塑脆性岩石：MPa MPa 对塑性岩石：对塑性岩石：P破坏载荷；破坏载荷； P0弹性变形载荷弹性变形载荷 57三、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分析 1.1.岩石结构岩石结构 （1 1）对晶质岩石，由硬度较高的矿物组成

29、的岩石，其硬度也对晶质岩石，由硬度较高的矿物组成的岩石，其硬度也较高。较高。 如如( (玄武岩、斜长石、辉石玄武岩、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； 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。）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的增加而增大。因此，岩石的强度一般随埋藏深度的增加而增大。 582. 2. 井底各种压力井底各种压力 (1)(1) 有效应力（外压与

30、内压之差）越大，岩石强度越有效应力（外压与内压之差）越大，岩石强度越大，塑性越大。大，塑性越大。（各向压缩效应）。（各向压缩效应）。(2)(2)井内液柱压力与孔隙压力之差越大，岩石强度越大，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。塑性越大。593. 3. 载荷性质的影响载荷性质的影响 岩石对动载的抗力要比静载大得多。随着冲击速度增大，硬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。度增大，塑性系数减小。 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秒时，岩石硬度和塑性系数变化不大，接近于静载时的数值。大，接近于静载

31、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60四、岩石的可钻性和研磨性四、岩石的可钻性和研磨性 1. 1. 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抵抗钻头破碎的能力。 (2)(2)评价方法评价方法

32、在钻压在钻压889.7N（200磅）、转速磅）、转速55r/min的固定条件下，用的固定条件下，用直径直径31.75mm（1-1/4in）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2.4mm孔深所需要的时间孔深所需要的时间td 作为岩石可钻性指标，由此把岩作为岩石可钻性指标，由此把岩石分为易钻的和难钻的。石分为易钻的和难钻的。 为应用方便，常用为应用方便，常用 Kd=Log2td 作为可钻性指标，称为作为可钻性指标，称为可可钻性级值钻性级值。 61级别级别td/秒秒 44881616323264641281282562565125121024 1024 Kd 22 33 4

33、4 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622 2 岩石的研磨性（岩石的研磨性（Rock AbrasivenessRock Abrasiveness）l岩岩石磨损钻头切削刃材料的能力称为岩石的研磨石磨损钻头切削刃材料的能力称为岩石的研磨性性l至今至今尚没有统一的测定岩石研磨性的方法和分级标尚没有统一的测定岩石研磨性的方法和分级标准准。63本节小结本节小结 1 1、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）。 2 2、岩石的强度、岩石的强度（抗拉强度抗弯强

34、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） 3 3、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，岩岩石石强度增大。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，岩岩石石破破坏前呈现的也塑性越大坏前呈现的也塑性越大 4、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； 5 5、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 6 6、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） 7 7、岩石的可钻性和研磨性、岩石的可钻性和研磨性64