巖石的機(jī)械性質(zhì)鉆井施工技術(shù)課程巖石的組成0Z

巖

石

的

類(lèi)

型03

巖

石

的

層

理□4

巖

石

的

機(jī)

械

性

質(zhì)OI目錄CONTENTSOI

巖

石

的

組

成巖

石

的

組

成石油及天然氣鉆井中，遇到的主要是沉積巖。巖石是造巖礦物顆粒的結(jié)合體，最主要的造巖礦物分鋁硅酸鹽、云母、鐵鎂硅

酸鹽等八類(lèi)20余種。巖石的性質(zhì)在很大程度上取決于造巖礦物的性質(zhì)。巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造對(duì)巖石的

力學(xué)性質(zhì)也有重要影響。巖石是礦物顆粒的集合體，顆粒之間或者靠直接接觸面上的作用力聯(lián)結(jié)，或者由外來(lái)的膠結(jié)物膠結(jié)。大多數(shù)巖石由兩種以上的礦物成分組成。礦物是具有固定的化學(xué)成分和確定的物理性質(zhì)的天然無(wú)機(jī)化合物。除了硫、碳的礦物及少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)礦物是由兩種以上元素組成的化合物。巖

石

的

類(lèi)

型由巖漿(硅酸鹽)容體冷凝而成。如：花崗巖、玄武巖、橄欖巖、安山巖等?；鸪蓭r和沉積巖等由于

高溫高壓作用或外來(lái)物

質(zhì)的加入，改變了原來(lái)

的成分、結(jié)構(gòu)，變成新

的巖石。如：花崗巖→片

麻巖，石灰?guī)r

→大理巖

石英砂巖→石英巖等。母巖風(fēng)化后的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)

搬運(yùn)、沉積和成巖作用

而形成的巖石。石油及

天然氣大都儲(chǔ)藏在沉積

巖中。如：泥巖、砂巖、石灰?guī)r、白云巖、石膏、

巖鹽。原油大都儲(chǔ)存在沉積巖中。巖石

可

分

為

三

大

類(lèi)巖

石

的

類(lèi)

型火成巖

變質(zhì)巖

沉積巖巖

石

的

層

理巖

石

的

層

理·

巖石的層理一巖石一層層迭起來(lái)的現(xiàn)象。傾斜的層狀結(jié)構(gòu)是沉積巖的主要構(gòu)造特征。也

就是說(shuō)巖石的物理、化學(xué)性質(zhì)不同，巖石就會(huì)出現(xiàn)不均質(zhì)性的。·

形成層理的原因：顆粒大小在縱向上的變化某些礦物顆粒的定向排列巖石成分在縱向剖面上的變化□4

巖

石

的

機(jī)

械

性

質(zhì)處

理塑性巖石在外力作

用下產(chǎn)生變形，

外力撤除后變

形不能完全恢

復(fù)的性質(zhì)。相

應(yīng)的殘余變形

稱為塑性變形。井

塌

的彈

性巖石在外力作用

下產(chǎn)生變形，外

力撤除后變形隨

之消失，恢復(fù)到

原來(lái)的形狀和體

積的性質(zhì)稱為彈

性。相應(yīng)的變形

稱為彈性變形。硬度巖石抵抗其它物體

表面壓入的能力。

石油工業(yè)中的巖石

硬度是壓入硬度，

也稱為史氏硬度，

是由前蘇聯(lián)史立涅

爾提出的。脆性巖石在外力作用下變形量很小(小于3%)時(shí)就發(fā)生破壞的性質(zhì)。相應(yīng)的破壞稱為脆性破壞。強(qiáng)度巖石在外力作用下發(fā)生破壞時(shí)的最大應(yīng)力。影響巖石強(qiáng)度的因素分為自然因素和工藝技術(shù)因素兩類(lèi)。1)自然因素包括：巖石的礦物成分、礦物顆粒的大小、巖石的密度和孔隙度。砂

巖的強(qiáng)度隨著石英含量的增加而增大：硅質(zhì)膠結(jié)>鐵質(zhì)>鈣質(zhì)>泥質(zhì)。2)工藝技術(shù)因素(1)簡(jiǎn)單應(yīng)力條件(巖石受單一外載)下巖石的強(qiáng)度有：抗拉強(qiáng)度一巖石單純受拉伸應(yīng)力作用時(shí)的強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度一巖石單純受壓縮應(yīng)力力作用時(shí)的強(qiáng)度。抗剪強(qiáng)度一巖石單純受剪切應(yīng)力作用時(shí)的強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度一巖石單純受彎曲應(yīng)力作用時(shí)的強(qiáng)度。一般情況下抗拉強(qiáng)度<抗彎強(qiáng)度≤抗剪強(qiáng)度<抗壓強(qiáng)度。(2)復(fù)雜應(yīng)力條件下巖石的力學(xué)性質(zhì)隨著圍壓的增大，巖石由脆性向塑性轉(zhuǎn)變，且圍壓越大，巖石破壞前呈現(xiàn)的塑性也越大。巖石從脆性向塑性轉(zhuǎn)變的壓力(圍壓)

稱為臨界壓力。不同的巖石，臨界壓力不同。在各向均勻壓縮狀態(tài)下，巖石永遠(yuǎn)不會(huì)破壞。井

塌

的

處

理巖石的硬度1)硬度：表示巖石抵抗其它物體表面壓入的能力。2)硬度與抗壓強(qiáng)度區(qū)別：硬度是巖石表面的局部抵抗外力壓入的能力，抗壓強(qiáng)度則是巖石整體抗壓的能

力

。巖石的脆性和塑性變形物體具有在外力作用下發(fā)生變形的能力