下载后可任意编辑关于深部岩石力学的综述采矿 1201 班 学号：0202420244 姓名：张伟摘要: 深部地层防斜打直问题和深部硬地层快速钻进问题是深井、超深井钻井中两大技术难题, 是制约深井、超深井钻井进展的技术关键。深部井眼岩石力学的讨论, 特别是深部井眼岩石可钻性和岩石各向异性的讨论, 是解决深井、超深井钻井关键技术的重要课题。文章充分调研了国内外深井、超深井钻井状况, 分析深井、超深井钻井存在的主要技术难题、钻井岩石力学在深井、超深井中的应用、深井、超深井钻井的关键技术及钻井岩石力学在深井超深井钻井中的作用, 分析了深部岩石力学在深井、超深井钻井中的井眼稳定技术、 井斜控制技术、高效破岩技术和地层压力的钻前定量预测等关键技术上的进展前景。深井是指完钻井深为 4500 ~ 6000 m 的井, 超深井是指完钻井深为 6000 m 以上的井, 超过 9000m 的井称为特超深井, 井底地层岩石的温度将超过 200 e , 压力将大于 50 M P a。因此, 深部岩石受到高应力场和变化的温度场的共同影响。一方面温度场影响岩石材料的物理力学性质以及温度场的变化导致热应力问题; 另一方面是与岩石材料变形有关的热力学参数变化以及内部能量耗散过程对温度场的影响。井下地层岩石性能将发生明显的变化: ( 1 ) 井底围压将使岩石硬度增加, 塑性增强。当井眼打开后, 井底岩石受到上覆岩层压力、 钻井液液柱压力和由上覆岩层压力产生的水平地应力的作用。在这些压力的作用下, 必定导致岩石的硬度增加和塑性增大, 并且在一定的液柱压力下, 岩石将从脆性破坏转变为塑性破坏。因此, 在深井钻井过程中, 随着井眼的加深或钻井液密度的增大, 岩石硬度和塑牲的增大以及钻头齿每次与岩石的作用所破裂岩石的体积减小, 引起钻进速度下降[ 3]。( 2 ) Wong TE 总结了8 种岩石强度与温度的关系, 如图 1 所示。从图 1 中可看出, 岩石的强度随着温度的升高而有所下降, 而下降的趋势与岩石的类型有密切关系。许锡昌等人对三峡花岗岩的讨论得出同样的结论: 在 20e ~ 500e 内, 单轴抗压强度从 183MPa 减少到 128MPa。温度对岩石强度的影响, 主要是由于温度的增加促进了岩石矿物晶体的塑性、增加了矿物晶间胶结物的活化性能等导致强度的降低。因此, 在一定的温度和压力作用下, 岩石的主要破坏形式会由脆性破裂转变为塑性流动的现象[ 4]。一、 深井超深井钻井的技术难点深井钻井要穿过多套地层, ...
