中国石油大学(华东)岩石力学复习参考

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石油工程岩石力学-地应力知识讲解

z
2
1 x
Principal stresses
p 3
Coordinates parallel to earth’s surface
Principal stresses are usually parallel and normal to the surface.
Drilling Direction and Stress
B A
C
largely unfractured shale
static basal sheet
compression
四、进行地应力研究的意义：
是所有地质力学问题中重要的初始条件；是勘探、钻井及油藏等石油工程的重要参数；是钻井工程中井壁稳定分析的重要参数；是采油工程中出砂防砂分析的重要参数；是油气层增产改造措施制定的重要参数；
AE Counts
Kaiser effect point
Load
室内岩心试验法：
MTS岩石力学实验装置
SAMOS多通道声发射装置
中国石油大学（北京）岩石力学室拥有美国进口的先进仪器设备，能够完成凯塞尔效应、单轴/三轴抗压试验、水力压裂室内试验等多项实验。
室内岩心试验法：
声
大部分是浅部，最深5108米（美国密执安水压致裂法）。
三、天然应力的研究历史与研究意义

中国石油大学(华东)智慧树知到“石油工程”《岩石力学》网课测试题答案卷3

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。住在富人区的她

全文为Word 可编辑，若为PDF 皆为盗版，请谨慎购买！

中国石油大学（华东）智慧树知到“石油工程”《岩石力

学》网课测试题答案

（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共10题)

1.岩石的峰值强度随围压的增加而()。

A 、增大

B 、减小

C 、不变

2.岩体的尺寸效应指岩体的强度和弹性模量随试件的增大而增大的现象。()

3.在地下，岩石所受到的应力一般为()。 A.拉应力 B.压应力 C.剪应力

4.在岩石力学分析中，一般把岩石看作均质各向同性体。() A 、错误 B 、正确

5.岩石抗压强度实验要求岩心轴径比小于2。() A 、错误 B 、正确

6.水力压裂裂缝扩展方向一般是沿平行于最小主应力的方向扩展。() A.错误 B.正确

7.初始地应力主要包括()。 A 、自重应力和残余应力 B 、构造应力和残余应力 C 、自重应力和构造应力

8.岩石的力学性质主要是指岩石的变形特征和强度特征。()

9.岩石在常温常压下的变形特征与深层一致。() A 、错误

B 、正确

10.一般情况下裂缝沿垂直于最小主地应力的方向扩展。由于最小主地应力一般都是水平方向的，因此裂

缝一般都是垂直的。()

A.错误

B.正确

第1卷参考答案

一.综合考核

1.参考答案：A

2.参考答案：错误

3.参考答案：B

4.参考答案：A

5.参考答案：A

6.参考答案：A

7.参考答案：C

8.参考答案：正确

9.参考答案：A

10.参考答案：B

中国石油大学岩石力学大作业

CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 岩石力学大作业

所在院系：石油工程学院

班级：油气井14-1班

*名：***

学号： **********

完成日期：2015 年 5 月 13日

第1章岩性分析 (1)

第2章利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比 (2)

2.1 纵横波速度的确定 (2)

2.2 弹性参数 (3)

第3章孔隙压力分析 (4)

第4章利用测井数据计算强度参数 (5)

第5章地应力 (7)

第6章安全泥浆密度窗口 (9)

6.1坍塌压力 (9)

6.2破裂压力 (10)

第7章出砂可能性分析 (10)

第8章合理完井方式推荐 (11)

第9章启裂压力的计算 (12)

第10章参考文献 (14)

第1章岩性分析

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：

m in

m ax m in GR I GR GR GR GR --= （1-1）

212GR --=

•GCUR I GCUR Vsh （1-2）式中 V sh ——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3.7； I GR ——泥质含量指数；

GR 、GR max 、GR min ——目的层的、纯泥页岩的和纯砂岩层的自然伽马值。

分析得到GR min =35.2，GR max =134.9。

VCL<0.3,Boit=0.8；5.03.0<≤VCL ,Boit=0.65；15.0≤≤VCL ,Boit=0.5。泥质含量随井深剖面如图1所示：

图1 泥质体积含量

中国石油大学岩石力学模拟试题

《岩石力学》练习题

绪论

一、名词解释

1.岩石力学

岩石力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石和岩体对其周围物理环境中力场的反应。

2.静岩压力

地球内部在不同深度处单位面积地球内部岩石压力基本上保持平衡，类似于静水压力；其数值与该处上覆岩石的总重量相等，称为静岩压力，其大小可用P=ρgh来表达，即静岩压力（P）等于某一深度（h）、该处上覆物质平均密度（ρ）与平均重力加速度（g）的乘积。

二、简答题

1 岩石具有哪三种特性？

①非均质性；②不连续性。岩体不但有微观的裂隙，而且有层理、片理、节理以至于断层等不连续面；③各向异性。

2 怎样理解岩石的多相体？

岩石是由岩石骨架和孔隙组成。岩石骨架是固体，孔隙里面充满了流体，流体包括油气水。所以，岩石是由固体和流体组成的，是固液两相或固液气三相，所以岩石是多相体。

3. 岩石力学的复杂性体现在什么地方？

岩石力学的复杂性表现在：⑴岩石具有局部破坏特性；⑵尺寸效应；⑶抗拉强度比较小；⑷地下水的影响；⑸风化；⑹岩体外载的不确定。

4. 钻井中有哪些问题与岩石力学有关？

①井壁稳定问题，包括井眼缩径、井壁坍塌、井漏等；②岩石破碎问题，包括岩石的剪切破坏与抗压破坏等。

第一章应力与应变

一、选择题

1、在地下，岩石所受到的应力一般为（ B ）。

A、拉应力

B、压应力

C、剪应力

二、名词解释

1、什么是面力？什么是体力？

所谓面力指的是作用在物体表面上的力，如压力、摩擦力等。

体力指布满在物体内部各质点上的力，如重力、惯性力、电磁力等。

2、什么是正应力？什么是剪应力？

中国石油大学(华东)22春“石油工程”《岩石力学》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号5

中国石油大学（华东）22春“石油工程”《岩石力学》作业考核题库高频

考点版（参考答案）

一.综合考核(共50题)

钻井过程中地层发生剪切破坏时，井眼发生井漏。()

参考答案：错误

岩石中的孔隙和裂隙越多，岩石的力学性质越好。()

A.错误

B.正确

参考答案：A

岩石在常温常压下的变形特征与深层一致。()

A.错误

B.正确

参考答案：A

研究井壁稳定常用的方法有两种，一种是泥浆化学研究、一种是岩石力学研究。()

A、错误

B、正确

参考答案：B

在地下，岩石所受到的应力一般为()。

A.拉应力

B.压应力

参考答案：B

已知某岩石的饱水状态与干燥状态的抗压强度之比为0.72，则该岩石()。

A.软化性强，工程地质性质不良

B.软化性强，工程地质性质较好

C.软化性弱，工程地质性质较好

参考答案：A

井壁的破裂压力是由岩石的抗剪切强度决定的。()

参考答案：错误

原地应力与钻井液密度相关。()

A.错误

B.正确

参考答案：A

岩石在常温常压下的变形特征与深层一致。()

参考答案：错误

10.

在岩石力学分析中，一般把岩石看作均质各向同性体。()

A.错误

B.正确

参考答案：A

11.

井壁的坍塌压力是由岩石的抗剪切强度决定的。()

A.错误

B.正确

参考答案：B

12.

岩石的变形能力越大，岩石的()越大。

A.脆性

B.塑性

C.刚性

参考答案：B

13.

原地应力与构造应力无关。()

A.错误

B.正确

参考答案：A

14.

根据库伦——纳维尔破坏准则破裂面外法线方向与最大主应力之间的夹角为45°-Φ/2。() 参考答案：错误

15.

格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是()。

中国石油大学(华东)岩石力学复习参考

中国石油大学（华东）现代远程教育

《岩石力学》综合复习资料

一、填空题

1、当岩石孔隙度增大或孔隙压力增大时，岩石强度（1）；当围压增大时，岩石强度（2）。

2、对于岩石而言，破坏前的应变或永久应变在（3）可作为脆性破坏，（4）作为延性破坏，（5）为过渡情况。

3、围压影响着岩石的残余强度。随着围压加大，岩石的残余强度逐渐增加，直到产生（6）或（7）。

4、随着围压的增加，岩石的破坏强度、屈服应力及延性都（8）。

5、抗剪强度一般有两种定义：一种是指（9）；另一种定义为（10）。前者考虑到剪切破坏时岩石中包含（11）和（12）；后者仅仅取决于（13）。因此，亦有人称前者为（14），称后者为（15）。确定岩石抗剪强度的室内实验常采用（16），从岩石三轴实验可知，当围压较低时，岩石剪切破裂线近似为（17）；但当围压较高时则为（18）。

6、岩石的抗拉强度是指（19）。可采用（20）方法来测定岩石的抗拉强度，若试件破坏时的拉力为P，试件的抗拉强度为σ，可用式子（21）表示。

7、在物理环境不变的条件下，若盐岩颗粒较大，则蠕变应变率（22）。岩石蠕变应变率随着湿度的增加而（23）。

8、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律，许多学者定义了一些基本变形单元，它们是（24）、（25）、（26）。将这些变形单元进行不同的组合，用以表示不同的变形规律，这些变形模型由（27）、（28）、（29）。

9、在岩体中存在大量的结构面（劈理、节理或断层），由于地质作用，在这些结构面上往往存在着软弱夹层；其强度（30）。这使得岩体有可能沿软弱面产生（31）。

中国石油大学(华东)岩石力学试题2

岩石力学第二份试卷

Section A Term Explaination术语解释

1.brittle of rock 岩石的脆性

2.shear strength of rock 岩石的剪切强度

3.in-situ stress 原地应力

4.fracture pressure破裂压力

5.Yoang’s modulus 杨氏模量

6.principal stress主应力

Section B Brief Description简要描述

1.Describe the effective stress principle描述有效应力原理

2.Describe the influence of confining pressure on the deformation and

strength characters of rock mechanics描述围压对岩石变形和强度特征的影响

3.Briefly describe the shear strength criterion of Coulomb-Vavier简

要介绍Coulomb-Vavier抗剪强度准则

4.Describe Brazilian test steps and how to obtain the tensile strength

of rock with it 描述巴西实验的步骤,以及如何用它获得岩石抗拉强度

Section C calculations计算题

1.In order to study the strength feature of an sandstone ,we select two

岩石力学大作业

1前言： (1)

2利用自然伽马测井数据简单分析地层岩性 (1)

2．1 估算地层泥质含量 (1)

2．2 估算地层biot系数 (2)

3利用测井数据计算分析地层的弹性模量、泊松比。 (2)

3．1纵、横声波速度 (2)

3．2岩石的动态弹性参数确定 (3)

3．3岩石的动态弹性参数与静态弹性参数的转化 (3)

4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 (3)

4．1岩石单轴抗压强度的确定 (3)

4．2岩石粘聚力和内摩擦角的确定 (4)

5计算地层地应力 (4)

6计算地层坍塌压力和破裂压力 (6)

6．1岩石破坏强度准则——摩尔库伦准则 (6)

6．2井壁坍塌压力的计算 (6)

6．3井壁破裂压力的计算 (7)

6．4扩径原因分析 (7)

7地层出砂预测 (7)

7．1利用B指数法预测地层是否出砂 (7)

7．2组合模量法预测地层是否出砂 (8)

8计算结果及其分析 (9)

8．1利用自然伽马测井数据简单分析地层泥质含量 (9)

8．2地层的动静态弹性模量、泊松比 (10)

8．3地层岩石单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角与地层抗拉强度的连续剖面 (11)

8．4地层地应力 (13)

8．5地层坍塌压力和破裂压力 (14)

8．6用B指数法预测地层出砂可能性 (15)

9结论与总结 (16)

参考文献 (17)

岩石力学结课大作业

张宗仁

1 前言：

在石油勘探开发过程中，由于地层岩石其特有的性质，在钻井过程中，由于井壁围岩失稳所造成漏、喷、塌、卡等安全事故，以及开采过程中，出沙、套管损坏等问题已经造成巨大损失。利用岩石力学知识，利用测井数据分析井眼周围岩石力学性质，是解决这些问题的有效方法。本文利用给出的测井数据，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，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。

中国石油大学(华东)岩石抗拉强度实验

实验岩石抗拉强度测定

一.实验目的

岩石抗拉强度是指岩石承拉伸条件下能够承受的最大应力值。通过该实验使学生掌握采用巴西劈裂法测定岩石抗拉强度的方法，并与岩石抗压强度进行比较，从而了解脆性岩石材料的强度特点。

二.实验设备、仪器和材料

1.钻石机、锯石机、磨石机；

2.游标卡尺，精度0.02mm ；

3.劈裂夹具；

5.钢丝垫条，用直径为2.0 mm ～3.0 mm 钢丝；

4. YE-300型液压材料试验机。

三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态

1.试样规格：采用直径为50 mm ，高为25 mm ～50 mm 的标准圆柱体。

2.试样数量：每种岩石同一状态下，试样数量一般不少于5块。

3.含水状态：采用自然状态，试样制成后放在底部有水的干燥器内1～2 d ，以保持一定的湿度，但试样不得接触水面。

四.实验原理

巴西劈裂法测定岩石抗拉强度是国际岩石力学学会标准推荐的方法，对称圆盘试样受集中载荷P 的作用下，依据弹性理论得知，圆盘加载直径上任一点(0，y )的应力状态为：

（1）

（2） 2x P

DL σπ=-2

244y y P D DL D σπ=-（-1）

式中：P 为载荷，D 、L 分别为试样直径和厚度，试样中心处（y =0）的应力状态为：

（3）

（4）由式（3）、式（4）得出，圆盘试样中心处压应力是拉应力的3倍，但由于岩石抗拉强度远低于抗压强度，一旦拉应力达到试样的抗拉强度时中心发生破坏，通常认为拉应力对破裂起主导作用。

五.实验步骤

1. 测定前核对岩石名称和试样编号，并对试样的颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。

2020年中国石油大学网络教育020110岩石力学-20考试试题及参考答案

《岩石力学》课程综合复习资料

一、填空题

1.据R. P. Miller对28类岩石进行岩石力学性质实验的结果，将单轴压缩下应力-应变曲线概括地划分成六种类型，其中砂岩和花岗岩属于类型。

2.随着温度的升高，岩石的弹性模量逐渐。

3.单轴压缩实验所用的岩样高径比为。

4.三大岩类之间，因地质条件会相互转换，这种现象称为。

5.埋深2000m-5000m的岩石其破坏类型通常为。

6.岩石孔隙度等于与岩石总体积之比。

7.根据岩石的成因，由变质作用形成的岩石称为。

8.随着岩石孔隙度的增大，岩石强度显著。

9.地层砂的存在形式包括和松散砂。

10.如果岩石处于稳定状态，其对应的莫尔应力圆和库伦强度直线的几何关系为。

11.一般认为原地应力状态由和两个水平方向的主应力组成。

12.水力压裂时，水平方向主应力为最小主应力，则形成方向裂缝。

二、单选题

1.通过提供热能，促使油层中砂粒表面焦化的防砂措施属于（）

A 化学防砂

B 焦化防砂

C 机械防砂D压裂防砂

2.下列不符合压裂液的性能要求的是（）

A 低残渣B配伍性好 C 摩阻高 D 选砂能力强

3.岩石在单轴压缩条件下所能承受的最大压力称之为（）

A 抗压强度

B 抗剪强度

C 三轴强度

D 抗拉强度

4. 下列不满足支撑剂性能要求的为（）

A 粒度均匀

B 杂质少

C 强度大

D 密度大

5.岩石在单轴拉伸条件下，所能承受的最大拉应力（）

A 抗拉强度

B 抗剪强度

C 抗压强度

D 摩擦强度

6.下列属于现场测试地应力方法的是（）

A 差应变法

B 声发射法

C 滞弹性应变恢复法

D 应力恢复法

7.地层中原始地应力在钻井、油气开采等活动中发生改变，改变后的地应力称为（）

中国石油大学(华东)岩石力学试题1

1,Describe the structure of rock in the formation

2,The definition of some stress or foce and give the example respectively

Body force

Surface force

Internal force

Outside force

Stress

Srain

3,Pls describe the Int-Satu stress state of rock in the formaton Overburden

Maximum horizontal principal stress

Minimum horizontal principal stress

Pore pressure

4.Give the stress matrix of complex stress state,and point out which two are equal

5.Pls determine the normal stress and shear stress

Ø= 60°

6,Explain the meaning of following point ,and calculated elastic modulus

B yield stress

C compressive strength

D residual strength

7,Calculate of poisson’s ratio

25cm 30cm

εr =Δd / d=(30-25)/25=0.2

中国石油大学(华东)学术学位硕士研究生(国际班)培养方案

中国石油大学（华东）

学术学位硕士研究生（国际班）培养方案学科名称：石油与天然气工程学科代码：0820

一、学位授权点简介

石油与天然气工程是中国石油大学（华东）的优势特色学科，是“211工程”、“985优势学科创新平台”重点建设学科。2001年被确定为国家重点学科，在历次学科评估中均排名全国第一。2017入选国家“双一流”建设学科。其中，油气田开发工程和海洋油气工程两个二级学科进入全国高校学科创新引智计划（“111”创新引智计划）。

本学位点形成了油气井工程、油气藏工程、采油采气工程、油田化学与提高采收率和海洋油气工程5个稳定的研究方向,在复杂油气井力学与控制工程、井筒多相流理论与控压技术、油气藏渗流理论与开发技术、油田化学与提高采收率技术、海洋油气工程等学科方向上达到国际先进与领先水平，为国家石油工业和国民经济建设做出了重要贡献。

二、培养目标

面向世界石油与天然气行业发展需求，培养德智体全面发展，具有严谨求实的科学态度和学术素养，具备较强的批判性思维和创新性思维，掌握扎实的基础理论和系统的专门知识，拥有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力，能够从事科学研究或工程技术工作的国际化、高层次、未来成为领军性的专业技术与管理人才。

三、基本要求

1．品德素质：遵纪守法、品行端正、诚实守信、身心健康，积极践行社会主义核心价值观，有社会责任感和团队合作精神。

2. 学术素养：具有实事求是的科学精神和严谨的治学态度、锲而不舍的钻研精神；具备良好的学术规范和知识产权意识。恪守学术道德，崇尚学术诚信，热爱科学研究。

《岩石力学》习题库及答案

一、选择题

1、下列哪一项不是岩石力学的研究对象？

A.岩石的强度

B.岩石的变形

C.岩石的硬度

D.岩石的弹性

答案：D

解释：岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度，而弹性是材料的一种性质，不是岩石力学的研究对象。

2、下列哪一种岩石的力学性质最符合“岩石力学”的研究对象？

A.花岗岩

B.页岩

C.石灰岩

D.砂岩

答案：A

解释：花岗岩是一种典型的岩石，其力学性质最符合岩石力学的研究对象。页岩、石灰岩和砂岩的力学性质与花岗岩有所不同，因此不是最符合岩石力学研究对象的选项。

3、下列哪一种现象不属于岩石力学的研究范畴？

A.地震波传播

B.岩石的破裂

C.岩石的流变

D.岩石的摩擦与粘着

答案：A

解释：地震波传播属于地震学的范畴，不是岩石力学的研究范畴。岩石的破裂、流变和摩擦与粘着都是岩石力学的研究范畴。

二、简答题

4、请简述岩石力学的主要研究内容。

答案：岩石力学主要研究岩石的强度、变形和硬度等力学性质，以及岩石在各种力场作用下的响应。具体包括：岩石的应力-应变关系、强度准则、破裂准则、屈服准则、蠕变和松弛、加载和卸载条件下的变形特性等。

41、请简述岩石力学在工程中的应用。

答案：岩石力学在工程中有着广泛的应用，包括地质工程、土木工程、采矿工程、水利工程等领域。例如，在地质工程中，岩石力学可以应用于岩体稳定性分析、地质构造分析等方面；在土木工程中，岩石力学可以应用于地基基础设计、隧道及地下工程设计等方面；在采矿工程中，岩石力学可以应用于矿山安全防护、矿产资源开发等方面；在水利工程中，岩石力学可以应用于坝体结构分析、河床稳定性分析等方面。