岩石力学大作业

一、作业题目

结合所学的《岩石力学》课程及相关知识，利用给出的测井数据，对地层力学参数、孔隙压力、地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算，分析储层出砂可能性，作出地层力学参数、地层主应力、地层坍塌、破裂压力剖面，分析井壁坍塌原因；研究储层段的出砂可能性，形成结课作业报告。

1. 已知条件

1) A井测井数据，分析孔隙压力，建议采用Eaton法，Eaton指数3.0。. 2) B井对地层力学参数地应力、地层坍塌压力与破裂压力进行分析计算，

结合实用泥浆密度分析井壁失稳原因，并提出合理化建议，分析储层出砂可能性，推荐合理的完井方式。 3) 已知：

? 地层孔隙压力当量密度为1.03g/cm3，

? 地层岩性：3000米以前为典型砂泥岩地层，3000米为砂泥岩，夹薄

层煤。

? 储层段：2800-3000米砂岩层。

? 地应力实测值：在3690m处实测水平最大主应力大约70MPa，水平

最小主应力大约63MPa；

? 测井过程中钻井液密度为1.25g/cm3； 4) 岩心抗压强度试验结果：

井深（m） 3030 围压值（MPa） 0 25 0 30 破坏强度（MPa） 16.1 106.5 22.6 127.1 3110 2. 要求

1） 编写程序读取、计算、输出数据；

2） 利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性，合理设定或求取Biot系数；

3） 利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比；

4） 根据抗压试验结果，依据莫尔-库仑准则计算单点的粘聚力和内摩擦角，根据实验结果调整合理的系数，利用测井数据计算粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面；

5） 采用地层密度积分方法计算上覆主应力，根据地应力实测数据分析水平构造应力系数，采用适当模型计算水平主应力大小，得出上覆主应力、水平最大和最小主应力剖面；

6） 采用直井完整性地层坍塌、破裂压力计算模型，不考虑渗流作用，计算地层坍塌压力和破裂压力，结合实用泥浆密度分析井壁失稳原因，并提出合理化建议；

7） 分析储层出砂可能性，推荐合理的完井方式；

8） 输出结果中单位的使用：地层强度参数采用MPa为单位，地应力、坍塌压力、破裂压力采用当量泥浆密度为单位；

9） 编写结课作业报告；

10）6月30日前以打印形式交上； 11）上交的电子版文档都用03版的office。

二、基本步骤及公式（B井）

1、岩性分析

根据自然伽玛测井数据，计算出不同井深处岩石的泥质含量：

IGRGR?GRmin?GRmax?GRmin

2GCUR?IGR?1VCl?2GCUR?1

式中 Vcl——泥质的体积含量；

GCUR——希尔奇指数，对于第三系地层取值3.7，老地层取值2，这里取2； IGR——泥质含量指数；

GR、GRmax 、GRmin——目的层的、纯泥页岩的和纯砂岩层的自然伽马值。 这里利用VB编写程序读取A井数据并找到GRmin=34.83，GRmax=143.102。 VCL<0.3,Boit=0.8；0.3?VCL?0.5,Boit=0.65；0.5?VCL?1,Boit=0.5。 泥质含量随井深剖面如图1所示：

图1：B井泥质含量随井深变化图

B井泥质含量计算结果见“B井泥质含量计算结果.xls” Boit系数随井深剖面如图2：

图2：Boit系数随井深剖面

B井Boit计算结果见“B井Boit计算结果.xls”

2、测定岩石强度参数和弹性参数

通过声波测井即可取得整个井身剖面内的全部岩石力学参数，而且测试周期短，能节省大量的人力物力。而且声波测井采用最新的电子技术，在将以电子计算机为中心的数据分析和处理技术应用于岩石力学研究中必将取到重要作用。

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