岩石力学实验及地层压裂设计课件.pptx

1、岩石力学实验谷铭室内测试项目单轴压缩实验三轴压缩实验抗剪强度实验抗拉强度试验（巴西劈裂实验）声波实验抗压强度、杨氏模量、泊松比、剪切模量、剪切强度单轴抗压强度、杨氏模量、泊松比剪切强度抗拉强度其他（如点荷载实验、断裂韧性试验、声波实验）动态杨氏模量、泊松比、剪切模量1、单轴压缩试验 岩石单轴抗压强度：是指试样只在一个方向受压（无围压）时所得的极限破坏强度，也就是说将岩石试验放在压力机的上下压板之间进行加压，直至试样被压坏时测得的压力强度值。单轴抗压试验原理示意图p2r0岩石单轴抗压强度（Mpa）P最大破坏载荷（N）A垂直于加载方向的试样横截面积（mm2）AP单轴抗压强度计算岩石单轴抗压强度试验

2、机P最大压力点单轴抗压应力-应变图 试验步骤：试验步骤：1、试件断面打磨，直至两端平整且垂直于试件轴线2、测试件尺寸试件高径比2.0-2.5。1）垂直角度2）端面平行度，不平行度0.05mm3）直径测量,误差R时，hD=0破裂压力为：R套管井-射孔应力分析1由公式可以得出射孔根部比射孔内部更易发生破裂。孔眼的根部取得最小值射孔破裂压力最小值此时：与简化模型推导相同测井资料的应用应力强度因子: 裂缝高度主要受地层最小水平主应力的影响，最小水平主应力为深度的函数；使用应力强度因子与岩石韧度进行比较，当应力强度等于断裂韧性时，为裂缝最大长度。从而预测裂缝的高度。由断裂学理论可以得到裂缝顶端和底端的应

3、力强度因子： 1( )htopwhzhhzKPzdhzh1( )hbotwhzhhzKPzdhzh岩石断裂韧性（拟合式）：5、裂缝形态hxz参考：霍玉雁，等：测井资料在压裂设计中的应用320.2176*0.0059*0.092*0.517*0.3322LCtttKPCSSS测井资料的应用5、裂缝形态缝宽： 缝宽影响因素除了岩层自身物性外，还有施工排量和压裂液粘度等，其中压裂液粘度对缝宽的影响远大于排量对缝宽的影响。0.25(1)4.68()4ffiPumpRate FluidViscXWKBIG岩石脆性的计算 Rickman法-脆性指数 将杨氏模量和泊松比标准化后取平均值来表征岩石脆性指数。测

4、井资料的应用可压裂性M INM A XM INEEEEEMAXMAXMIN1002EBI基于线弹性断裂学理论：断裂韧性计算模型：320.2176*0.0059*0.092*0.517*0.3322LCtttKPCSSS其中，PC裂缝面上的围压，St单轴抗拉。 断裂韧性KLC岩石的断裂韧性计算可压裂性评价： 研究发现具有较大脆性指数和较小断裂韧性的地层为优良可压裂层段。由此构建形式如下的可压裂性指数：_nL CnF IB IKminnmaxminBIBIBIBIBILC_maxLCLC_nLC_maxLC_minKKKKK 从图中可以看出，随着脆性指数的增加，断裂韧性的减小，岩石的可压裂指数逐渐增加，如图中箭头所示；还可知，岩石的脆性指数越高，并不一定可压裂性高，因为此时的断裂韧性可能很大，如图A区；同理，当岩石断裂韧性很低时，可压裂性不一定高，因为此时的脆性指数可能很低，如图B区。测井资料的应用可压裂性