破裂压力公式
不锈钢爆破压力计算公式
不锈钢爆破压力计算公式
不锈钢爆破压力计算公式是用于计算不锈钢材料在爆破过程中所承受的压力的公式。
该公式主要用于工程设计和生产制造领域，以确保不锈钢材料在使用过程中的安全性和可靠性。
不锈钢爆破压力计算公式的推导基于物理原理和数学模型，其中考虑了不锈钢材料的物理特性、爆炸物质的能量、爆炸波的传播等多个因素。
下面是一个常用的不锈钢爆破压力计算公式：
P = K ×ρ× E
其中，P表示不锈钢材料所承受的爆破压力，单位为兆帕（MPa）；K为常数，通常取1.5；ρ表示爆炸物质的密度，
单位为千克/立方米（kg/m³）；E表示爆炸物质的能量，单位
为焦耳（J）。
该公式的使用需要注意以下几点：
1. 爆炸物质的能量需要根据实际情况进行测量或计算，通常可以参考相关标准或经验数据。
2. 不同类型的不锈钢材料具有不同的物理特性和耐爆性能，因此需要根据实际情况选择合适的K值。
3. 不锈钢材料所承受的压力可能受到多种因素的影响，如爆炸波的传播、周围环境的温度和湿度等，因此需要进行综合考虑。
总之，不锈钢爆破压力计算公式是一种重要的工具，可以帮助工程师和制造商在设计和生产过程中准确评估不锈钢材料的耐爆性能，从而确保产品的安全性和可靠性。
破裂压力计算概述
破裂压力计算概述1引言1.1破裂压力概念地层破裂压力(P B)定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底压力,要实现水力加砂压裂的前提条件是应该有足够的地面泵压使井底目的层地层开裂。
实际生产中通常用破裂压力梯度G B(地层破裂压力P B与地层深度H的比值)表示破裂压力的大小,破裂压力梯度值G B一般由压裂实践统计得出。
地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝发育情况以及该地区的地应力等因素有关。
在压裂施工中的地层破裂压力还可以这样来理解就是裂缝即将开启而未开启时的井底压力；在压裂施工作业中，如果起泵初期压力有比较明显的降落时，那么我们就可以确定出破裂压力来这一数值可用下面这一关系式来描述：地层破裂压力=裂施工作业初期的最高套管压力+层中部的液柱压力1.2破裂压力的获取途径水力压裂是油气井最常用的一种增产措施，而地层破裂压力是压裂设计和施工工艺的一项重要参数，确定该参数正确与否，将关系到能否保证压开地层等问题。
该参数的获取有两种途径：一是进行室内岩石力学实验或井场水力压裂施工；二是从测井资料中提取。
目前，用测井资料估算砂泥岩剖面地层破裂压力的方法与技术较为成熟。
由于碳酸盐岩地层原生孔隙很小，次生孔隙的发育使岩石的刚性大大减弱，并呈现出明显的非均质性与各向异性，同时不同的构造部位受构造应力作用的强度难以确定，最小水平主应力和岩体抗张强度的度量较难，造成用测井资料计算的地层破裂压力精度较低。
碳酸盐岩地层破裂压力与测井响应具有密切的关系。
利用能够反映碳酸盐岩地层基本特性和岩石力学性质的测井信息，预测碳酸盐岩地层的破裂压力是一种经济、简便的可靠途径。
1957年，Hubbert和Willis根据三轴压缩试验，首先提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式。
到目前为止，国内外提出了许多预测地层破裂压力的方法。
比较常用的有Eaton法，Stephen法，黄荣樽法等。
1997年Holbrook发表了适于预测张性盆地裂缝扩展压力的一种方法。
破裂压力计算概述
破裂压力计算概述1引言1.1破裂压力概念地层破裂压力(P B)定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底压力,要实现水力加砂压裂的前提条件是应该有足够的地面泵压使井底目的层地层开裂。
实际生产中通常用破裂压力梯度G B(地层破裂压力P B与地层深度H的比值)表示破裂压力的大小,破裂压力梯度值G B一般由压裂实践统计得出。
地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝发育情况以及该地区的地应力等因素有关。
在压裂施工中的地层破裂压力还可以这样来理解就是裂缝即将开启而未开启时的井底压力；在压裂施工作业中，如果起泵初期压力有比较明显的降落时，那么我们就可以确定出破裂压力来这一数值可用下面这一关系式来描述：地层破裂压力=裂施工作业初期的最高套管压力+层中部的液柱压力1.2破裂压力的获取途径水力压裂是油气井最常用的一种增产措施，而地层破裂压力是压裂设计和施工工艺的一项重要参数，确定该参数正确与否，将关系到能否保证压开地层等问题。
该参数的获取有两种途径：一是进行室内岩石力学实验或井场水力压裂施工；二是从测井资料中提取。
目前，用测井资料估算砂泥岩剖面地层破裂压力的方法与技术较为成熟。
由于碳酸盐岩地层原生孔隙很小，次生孔隙的发育使岩石的刚性大大减弱，并呈现出明显的非均质性与各向异性，同时不同的构造部位受构造应力作用的强度难以确定，最小水平主应力和岩体抗张强度的度量较难，造成用测井资料计算的地层破裂压力精度较低。
碳酸盐岩地层破裂压力与测井响应具有密切的关系。
利用能够反映碳酸盐岩地层基本特性和岩石力学性质的测井信息，预测碳酸盐岩地层的破裂压力是一种经济、简便的可靠途径。
1957年，Hubbert和Willis根据三轴压缩试验，首先提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式。
到目前为止，国内外提出了许多预测地层破裂压力的方法。
比较常用的有Eaton法，Stephen法，黄荣樽法等。
1997年Holbrook发表了适于预测张性盆地裂缝扩展压力的一种方法。
地层破裂压力计算公式(一)
地层破裂压力计算公式(一)地层破裂压力计算地层破裂压力是指油气勘探工作中计算地下地层所承受的破裂压力的方法。
以下是几种常见的计算公式：梁杨方程式梁杨方程式是一种经典的计算地层破裂压力的方法。
它可以通过以下公式计算：P = 2σt + σp•P：地层破裂压力•σt：地层岩石的断裂强度•σp：地层岩石的孔隙压力示例假设某地层岩石的断裂强度（σt）为30MPa，孔隙压力（σp）为15MPa，代入梁杨方程式，可以计算出该地层的破裂压力（P）：P = 2 * 30MPa + 15MPa P = 75MPa克劳斯方程式克劳斯方程式是另一种常用的计算地层破裂压力的方法。
它可以通过以下公式计算：P = FP + U•P：地层破裂压力•FP：地层岩石的内聚强度•U：地层岩石的应力差示例假设某地层岩石的内聚强度（FP）为20MPa，应力差（U）为10MPa，代入克劳斯方程式，可以计算出该地层的破裂压力（P）：P = 20MPa + 10MPa P = 30MPa强度指数法强度指数法是一种基于地层岩石的力学特性来计算破裂压力的方法。
它可以通过以下公式计算：P = (σt / σp)^n * σp•P：地层破裂压力•σt：地层岩石的断裂强度•σp：地层岩石的孔隙压力•n：强度指数示例假设某地层岩石的断裂强度（σt）为40MPa，孔隙压力（σp）为20MPa，强度指数（n）为，代入强度指数法公式，可以计算出该地层的破裂压力（P）：P = (40MPa / 20MPa)^ * 20MPa P = 40MPa通过以上几种常见的计算公式，相关的地层破裂压力可以得到合理的估算，这对于油气勘探工作具有重要的指导意义。
射孔完井条件下的岩石破裂压力计算公式
们之 间 ， 其数 值 随 岩 石 性 质 的 不 同 而 有 所 变 化 。 本 文 是文 献 ［ ］ １ 的续 篇 ， 要研 究 射孔 完 井条 件 下 油 井 主
压裂过 程 中岩石 破裂 压 力 的计 算 公式 。
１ 裸 眼 完 井
在裸 眼 完井 条 件 下对 油 井进 行 压 裂 ， 直 裂 缝 垂 将 沿着 最 大 水平 主 应力 的 平行 方 向 延伸 ， 图 １ 见 。
刁有关 外 ， 要受 水平 地 应 力参 数 ｈ 主 和 的影响，
（） ３
与 地层 的 埋藏 条 件 或油 层 的上 覆地 层 压 力 Ｐ 。无关 。
按 照 式 （） １ 的推 导 方法 ， 导 出裸 眼完 井 条 件 下 推 地 层 产生 水平 裂 缝 时的 岩石 破 裂 压力 计 算公 式
条件 下 地层 产 生 垂直 裂缝 时的 岩石 破裂 压 力计 算 公 式 。该公 式 把 长 期存 在 矛 盾 的 Ｈ ｂ ｅｔ ｕ ｂｒ～ｗｉｉ（ ｌｓ Ｈ— ｌ ｗ） 式和 Ｈ ｉｓｎ—Ｆ ｉ ｕｓ（ —Ｆ 公 式 统 一 了 起 公 ａ ｏ ｍ ａｈ ｒ Ｈ ｒ ｔ ） 来 。用 Ｈ—ｗ 公 式计 算 的破 裂 压 力是 岩石 破 裂 压力 的上 限值 ， 用 Ｈ—Ｆ公 式 计 算 的 破 裂 压 力 则 是 岩 而 石 破裂 压力 的 下限 值 。岩 石 的实 际破 裂 压 力介 于 它
石 油 钻 采工 艺 ２ ０ ０ ２年（ ２ 第 ４卷 ） ２期 第
主要 受 地 应 力条 件参 数 和 Ｐ ｂ ０的影 响， 与 地 层 而 的最 大 水 平 主应 力 没有 关 系 。
例 １的计 算 结 果 表 明 ： 上 覆 地 层 压 力 为 最 大 在
地层破裂压力计算公式
地层破裂压力计算公式地层破裂压力相关计算公式地层破裂压力是地层中发生裂缝或破裂的临界应力值，是岩土力学中的一个重要参数。
本文将列举几个与地层破裂压力相关的计算公式，并举例解释说明。
1. 维里准则(Von Mises Criterion)维里准则是地层破裂压力计算中常用的一个准则，其公式如下：维里应力= √[(σ₁ - σ₂)² + (σ₂ - σ₃)² + (σ₃ - σ₁)² + 6(τ₁₂² + τ₂₃² + τ₃₁²)]/ √2其中，σ₁、σ₂和σ₃为主应力，τ₁₂、τ₂₃和τ₃₁为主应力之间的切应力。
例子：假设某地层的主应力大小分别为σ₁ = 20 MPa，σ₂ = 15 MPa，σ₃ = 10 MPa，切应力大小分别为τ₁₂ = 5 MPa，τ₂₃ = 2 MPa，τ₃₁ = 3 MPa。
按照维里准则计算地层破裂压力：维里应力= √[(20 - 15)² + (15 - 10)² + (10 - 20)² + 6(5² + 2² + 3²)] / √2 = √[5² + 5² + (-10)² + 6(25 + 4 + 9)] /√2 = √[100 + 100 + 100 + 6(38)] / √2 = √[100 + 100 + 100 + 228] / √2 = √528 / √2 ≈ MPa因此，该地层的维里应力约为 MPa。
2. 摩尔—库伦准则(Mohr-Coulomb Criterion)摩尔—库伦准则是另一种常用的地层破裂压力计算准则，其公式如下：摩尔应力= (σ₁ - σ₃) / 2 + √[((σ₁ - σ₃) / 2)² + τ²]其中，σ₁和σ₃为主应力，τ为主应力之间的切应力。
例子：假设某地层的主应力大小分别为σ₁ = 20 MPa，σ₃ = 10 MPa，切应力大小为τ = 5 MPa。
破裂压力的计算方法--李坤
破裂压力的计算方法1常用理论算法地层自然破裂压力计算模型都可归结为:)(p O p f P P P P -+=λ式中，fP 为地层破裂压力，MPa ；Pp 为底层孔隙压力，MPa ； Po 为上覆岩层压力，MPa ，γ为总的水平应力与总的垂直应力比值，与底层密度埋、藏深度、泊松比、地层压实程度等有关，无量纲。
（1） Eaton 法B. A. Eaton 认为裸露地层所受到的侧向力等十地层水平主地应力时开始起裂，而水平地应力是由上覆岩层压力引起的，并引用了假设和广义虎克定律加以描述。
得到的破裂压力计算式为:f ()1p pp p p ννσν=-+-式中， f p 为地层破裂压力，MPa ；ν为地层岩石泊松比，无因次； νσ为上覆岩层压力，MPa ；pp 为地层孔隙压力，Mpa 。
伊顿法参数较少，使用简单。
比较适用于地层沉积较新，受构造运动影响较小的连续沉积盆地，对于地层年代较老，构造运动影响大的地区，效果欠佳。
（2）Stephen 法R. D. Stephen 认为地层受到的侧向力等于水平主地应力时开始起裂。
水平地应力山上覆岩层作用产生的水平应力分量和附加的构造应力分量组成，同时假定在同一区块内水平构造应力和有效上覆压力间的比值为一常数，且不随深度变化，由此得到的模型为:f ()()1p p p p p ννβσν=+-+-式中，β为地层构造应力系数，无因次。
斯蒂芬法与伊顿法的主要区别在于前者将构造应力所产生的影响从岩石泊松比中分解出来，这样，在计算时可直接使用实测的泊松比值，而不像伊顿法需靠破裂压力反算。
（3）黄氏模型是黄荣樽教授于1984年提出的一种预测地层破裂压力的模型，该模型综合考虑了构造应力和孔隙压力等因素的影响，是目前应用最广泛的一种模型，具体表达式为:f 2()()1p p t p k p p S ννσν=--++-式中，k 为地层构造应力系数，无因次；t S 为地层抗拉强度，MPa 。
地层破裂压力计算公式
地层破裂压力计算公式
地层破裂压力的计算涉及多个因素和复杂的地质力学参数，具体的计算公式会根据地质条件和破裂机制而异。
以下是常见的一种计算地层破裂压力的公式，称为密度法：
P = (Rho * g * h) / A
其中：
P 是地层破裂压力；
Rho 是地层岩石的密度；
g 是重力加速度；
h 是地层的厚度；
A 是地层的面积。
请注意，这个公式只是一种简化的近似计算方法，适用于一些简单的地质情况。
实际的地层破裂压力计算可能需要考虑更多因素，如地层的应力状态、岩石的强度特性、断层的存在等。
对于精确的地层破裂压力计算，建议咨询专业的地质工程师或使用更详细和综合的地质力学模型和方法。
最新破裂压力公式
(2) 经验公式法2（P.A迪基公式）
P破=0.023H×3/4 以上式中：
ห้องสมุดไป่ตู้
（4）
P破-地层破裂压力，MPa； α-地层破裂压力梯度，MPa/m；
H-油藏中部深度，m；
P-油藏中部压力,MPa；
Pwfm-注水井极限井底流压，MPa。
对于BZ34-6-1井区，根据油藏中部深度（3091.75m），由式（4）计算出破裂
压力为53.33 MPa，注水井极限井底流压为42.67MPa。对于BZ34-7-1井区，根据油
藏中部深度（3055.65m），由式（4）计算出破裂压力为52.71 MPa，注水井极限井
底流压为42.17MPa。
注水极限井底流压采用以上两个经验公式计算的下限值，BZ34-6-1井区为
37.8MPa，BZ34-7-1井区为37.3MPa，见表3.2.5-6。
破裂压力公式
② 地层破裂压力的确定
采用如下两种方法计算地层破裂压力。
(1) 经验公式法1（B.B威廉斯法）
P破＝α·H
（1）
Pwfm=0.8×P破
α=0.2307×（0.1×β+4.335×（4.335×C-β）×P/H）
（2） （3）
其中，β-岩石破裂常数，C-岩石压力梯度，均为经验统计常数，若未知，可取β=0.4， C=0.235。
对于BZ34-6-1井区，根据油藏中部深度（3091.75m）及原始地层压力 （30.28MPa），计算出α=0.01529MPa/m，破裂压力为47.27MPa，注水井极限井底流 压为37.81MPa，见表3.2.5-6。
对于BZ34-7-1井区，根据油藏中部深度（3055.65m）及原始地层压力 （29.73MPa），计算出α=0.01525MPa/m，破裂压力为46.59 MPa，注水井极限井底 流压为37.28MPa，见表3.2.5-6。
国内外破裂压力计算方法
破裂压力计算概述1引言1.1破裂压力概念地层破裂压力(PB)定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底压力,要实现水力加砂压裂的前提条件是应该有足够的地面泵压使井底目的层地层开裂。
实际生产中通常用破裂压力梯度GB (地层破裂压力PB与地层深度H的比值)表示破裂压力的大小,破裂压力梯度值GB一般由压裂实践统计得出。
地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝发育情况以及该地区的地应力等因素有关。
在压裂施工中的地层破裂压力还可以这样来理解就是裂缝即将开启而未开启时的井底压力；在压裂施工作业中，如果起泵初期压力有比较明显的降落时，那么我们就可以确定出破裂压力来这一数值可用下面这一关系式来描述：地层破裂压力=裂施工作业初期的最高套管压力+层中部的液柱压力1.2破裂压力的获取途径水力压裂是油气井最常用的一种增产措施，而地层破裂压力是压裂设计和施工工艺的一项重要参数，确定该参数正确与否，将关系到能否保证压开地层等问题。
该参数的获取有两种途径：一是进行室内岩石力学实验或井场水力压裂施工；二是从测井资料中提取。
目前，用测井资料估算砂泥岩剖面地层破裂压力的方法与技术较为成熟。
由于碳酸盐岩地层原生孔隙很小，次生孔隙的发育使岩石的刚性大大减弱，并呈现出明显的非均质性与各向异性，同时不同的构造部位受构造应力作用的强度难以确定，最小水平主应力和岩体抗张强度的度量较难，造成用测井资料计算的地层破裂压力精度较低。
碳酸盐岩地层破裂压力与测井响应具有密切的关系。
利用能够反映碳酸盐岩地层基本特性和岩石力学性质的测井信息，预测碳酸盐岩地层的破裂压力是一种经济、简便的可靠途径。
1957年，Hubbert和Willis根据三轴压缩试验，首先提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式。
到目前为止，国内外提出了许多预测地层破裂压力的方法。
比较常用的有Eaton法，Stephen法，黄荣樽法等。
1997年Holbrook发表了适于预测张性盆地裂缝扩展压力的一种方法。
第二节地层破裂压力
第二节 地层破裂压力在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力（Fracture pressure ），一般用f p 表示。
使用最广泛的地层破裂压力预测是Hubbert-Willis 模式和Haimson-Fairhurst 模式。
破裂压力数据应用于钻井、修井、压裂、试油井下测试等井下工艺技术，钻井大多数是在裸眼中进行的，所以破裂压力数据在钻井方面尤为重要，它是钻井之前的井身结构设计，套管强度计算、钻井液密度设计等钻井工程设计内容的关键参数，特别是在一个新的区块开发之前，破裂压力这一数据为就重中之重了。
它决定着在这一新的区域内的所有钻井方案是否正确，并能否顺利执行和能否顺利完成。
压裂作业时，地层破裂力学模型如图1.1所示。
此时，地层裂隙受地应力与压裂液共同作用。
考虑深层水力压裂主成垂直裂缝，且裂缝穿透整个煤层。
地应力与压裂液应力的最终有效合应力在裂隙壁面上是拉应力，当其合成应力强度因子K 达到临界值时，裂隙就开始失稳延伸。
地层的破裂压力对钻井液密度确定、井身结构和压裂设计施工等有着重要的指导作用。
从上世纪五六十年代，国内外就开始对地层破裂压力进行了研究，并取得了一系列的成果。
H-W模型1957年Hubbert和Willis根据三轴压缩试验首次提出了地层破裂压力预测模式即H-W模式指出破裂压力等于最小水平主应力加地层孔隙压力Pp,垂直有效主应力等于上覆压力Pv 减Pp最小水平主应力在其1/3到1/2范围内,预测公式为:式中：f P — 地层破裂压力；p P — 地层空隙压力；v P — 上覆岩层压力；模型中上覆压力梯度为1的假设显然不符合实际,最小水平主应力为1/3到1/2垂直有效主应力范围的假设通常也带来偏低的结果。
1967年Matthews 和Kelly 在H-W 模式中引入了骨架应力系数i K ：）（p v i p f P -P K P P += 4-7 地层正常压实时，i K 反映了地层实际骨架应力状况其值由区块内已有破裂压力资料确定，i K 系数曲线的绘制需要大量实际压裂资料，限制了此方法的应用。
地层破裂压力和地层坍塌压力预测新算法
地层破裂压力和地层坍塌压力预测新算法地层岩石作为一种多孔两相固体物质，其应力分析与普通单相固体物质是有区别的，但是，在我们目前所使用的地层岩石应力分析模型、理论中，都有意或无意地使用了单相固体应力分析的方法。
为了分析两者的区别，在这里我们首先引入有效应力的概念。
有效应力的概念是由李传亮老师首先提出来的，该理论认为岩石由两个有效应力：本体有效应力和结构有效应力。
本体有效应力决定岩石的本体变形，结构有效应力决定岩石的结构变形。
p s P .1Φ+-=σφσ）（ (1)p s P P .)1(eff φσσφσ-=-= （2）p c c c P .1φσφσ+-=）（ (3) p c c c s P .)1( eff φσσφσ-=-= （4）式中：σ——上覆地层压力；s σ——岩石骨架应力； c σ——岩石接触应力；eff P σ——岩石本体有效应力；eff s σ——岩石结构有效应力；φ——岩石孔隙度；c φ——岩石触点孔隙度；（φ=c φ）P p ——岩石空隙流体压力。
有效应力通过孔隙度把普通材料和多孔介质统一起来了，有效应力计算公式中的孔隙度反映了孔隙压力对有效应力的贡献权值。
在地应力分析中，我们所指的应力是结构有效应力。
（1）借助结构有效应力公式，我们首先分析在非均匀地应力作用下井眼周围周向结构有效应力和径向结构有效应力分布规律。
θφσφσφσφσσθ2cos )31(2).().()1(2).().(4422rr p p r r p p wp c h p c H w p c h p c H eff s +---++-+--=（5）式中：θσeff s ——距井轴r 距离并与H σ按逆时针方向成θ角处的周向结构有效应力。
p C p C b H P P P A .).)(1(0φφμμσ+-+-= （6）p C p C b h P P P B .).)(1(0φφμμσ+-+-= （7）μ——岩石泊松系数；A ，B ——构造应力系数（构造应力系数对于不同的地质构造是不同的，但在统一构造断块内部，它是一个常数，且不随地层深度变化）；P P ——地层孔隙流体压力； bP 0——上覆地层压力。
地层破裂压力计算方法研究进展及应用
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2004-9912-2780地层破裂压力计算方法研究进展及应用张广权 王丹丹(中国石化勘探开发研究院 北京 100083)摘 要：地层破裂压力预测不仅是钻井工程设计的基础，更是油气田经济高效开发的保障。
影响破裂压力的因素较多，与地层岩石弹性性质、孔隙压力、裂缝发育状况以及地应力等因素有关。
国内外在该参数的计算方面研究较多，很多研究人员提出了很多不同的计算方法，并且大量应用于现场实践中。
国外具有代表性的两种模式为Hubbert-Willis模式和Haimson-Fairhurst模式、三种计算方法包括伊顿法、史蒂芬法、安德森法。
国内主要有以黄荣樽为代表的一系列学者，通过改进模型、增加参数，建立了适合我国复杂地区的计算方法。
经过大量的实践和应用表明，地层破裂压力的预测在钻井工程和储气库评价和建设过程中起着极其重要的作用，是一个非常重要、不能忽视的参数。
关键词：地层破裂压力 孔隙压力 地应力 储气库 钻井工程中图分类号：TE142 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)08(b)-0024-05 Research Progress and Application of Calculation Method ofFormation Fracture PressureZHANG Guangquan WANG Dandan(Sinopec Petroleum Explorastion and Production Research Institute, Beijing, 100083 China) Abstract: Prediction of formation fracture pressure is not only the basis of drilling engineering design, but also the guarantee of economic and efficient development of oil and gas fields. There are many factors that affect the fracture pressure. It is related to the elastic property of rock, pore pressure, fracture development and in-situ stress. In terms of calculation methods of formation rupture pressure, many domestic and foreign scholars have proposed calculation methods, and they are widely used in field practice. During which, there are two representative models abroad: Hubbert-Willis model and Haimson-Fairhurst model, and three representative calculation methods, including Eaton method, Stephen method, and Anderson method. By improving the model and adding parameters, a series of domestic scholars, represented by Huang Rongzun, have established a calculation method suitable for China’s complex areas. A large number of practices and applications have shown that the prediction of formation fracture pressure plays an extremely important role in the evaluation and construction of drilling engineering and gas storage, and is a very important parameter that cannot be ignored.Key Words: Fracture pressure; Pore pressure; Geostress; Gas storage; Drilling engineering地层破裂压力在油田开发过程中应用越来越广泛，该参数在油田上应用较为广泛，多应用于钻井、压裂、试油等工艺技术，以及在地下储气库选址、建设过程中，该参数尤为重要，关系到储气库能否安全平稳运行。
第二节地层破裂压力
第二节 地层破裂压力在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力（Fracture pressure ），一般用f p 表示。
使用最广泛的地层破裂压力预测是Hubbert-Willis 模式和Haimson-Fairhurst 模式。
破裂压力数据应用于钻井、修井、压裂、试油井下测试等井下工艺技术，钻井大多数是在裸眼中进行的，所以破裂压力数据在钻井方面尤为重要，它是钻井之前的井身结构设计，套管强度计算、钻井液密度设计等钻井工程设计内容的关键参数，特别是在一个新的区块开发之前，破裂压力这一数据为就重中之重了。
它决定着在这一新的区域内的所有钻井方案是否正确，并能否顺利执行和能否顺利完成。
压裂作业时，地层破裂力学模型如图所示。
此时，地层裂隙受地应力与压裂液共同作用。
考虑深层水力压裂主成垂直裂缝，且裂缝穿透整个煤层。
地应力与压裂液应力的最终有效合应力在裂隙壁面上是拉应力，当其合成应力强度因子K 达到临界值时，裂隙就开始失稳延伸。
地层的破裂压力对钻井液密度确定、井身结构和压裂设计施工等有着重要的指导作用。
从上世纪五六十年代，国内外就开始对地层破裂压力进行了研究，并取得了一系列的成果。
H-W 模型1957年Hubbert 和Willis 根据三轴压缩试验首次提出了地层破裂压力预测模式即H-W 模式指出破裂压力等于最小水平主应力加地层孔隙压力P p ,垂直有效主应力等于上覆压力P v 减P p 最小水平主应力在其1/3到1/2范围内,预测公式为:式中：f P — 地层破裂压力；p P — 地层空隙压力；v P — 上覆岩层压力；模型中上覆压力梯度为1的假设显然不符合实际,最小水平主应力为1/3到1/2垂直有效主应力范围的假设通常也带来偏低的结果。
1967年Matthews 和Kelly 在H-W 模式中引入了骨架应力系数i K ：）（p v i p f P -P K P P += 4-7 地层正常压实时，i K 反映了地层实际骨架应力状况其值由区块内已有破裂压力资料确定，i K 系数曲线的绘制需要大量实际压裂资料，限制了此方法的应用。
涂层破裂强度(mpa)=_断裂强度(n)截面面积(mm2)乘(3-5)
涂层破裂强度(mpa)= 断裂强度(n)截面面积(mm2)乘(3-5)1. 引言1.1 概述涂层破裂强度是指涂层材料在外力作用下抵抗破裂的能力。
涂层广泛应用于各个领域，如建筑、汽车工业和航天航空等。
涂层的破裂强度对于保证其使用寿命和性能至关重要。
因此，了解和掌握涂层破裂强度及其影响因素具有重要的理论意义和实际价值。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对涂层破裂强度进行深入探讨。
首先，在第2节中会对涂层破裂强度的定义和意义进行详细阐述。
然后，在第3节中将介绍影响涂层破裂强度的各种因素，并探讨它们之间的关系。
接下来，在第4节中将详细叙述我们采取的方法和实验设计来评估和测量涂层破裂数值。
最后，在第5节中我们将对实验结果进行解读，并分析影响涂层数值结果的可能原因。
1.3 目的本文旨在通过系统地探究影响涂层破裂数值的因素，加深对涂层破裂强度的理解，并为相关领域的工程实践提供参考和指导。
通过分析相关参数，我们可以为涂层设计和生产提供一定的依据，进一步提高涂层材料的性能和寿命。
同时，本文也希望促进该领域更多有关涂层破裂数值及其影响因素的研究，推动涂层技术的发展与应用。
以上是“1. 引言”部分内容的详细清晰撰写，请核对确认。
2. 正文2.1 涂层破裂强度的定义和意义：涂层破裂强度是指涂层材料在受到外力作用下发生断裂的抵抗能力。
该参数可以反映出涂层材料的韧性和耐久性，对于评估涂层的质量和应用性能具有重要意义。
较高的涂层破裂强度能够提供有效的保护，并延长基础材料的使用寿命。
2.2 影响涂层破裂强度的因素：涉及影响涂层破裂强度的因素有很多，主要包括以下几个方面：a) 材料特性：包括涂层材料本身的力学性能、化学组成等。
不同材料具有不同的韧性和刚度，在承受外力时会表现出不同的断裂数值。
b) 断裂数值计算公式：根据实际情况和测试需求，我们采用了一种常见公式来计算破裂数值，即"涂层破裂数值(mpa)= 断裂数值(n)截面面积(mm2)乘(3-5)"。
地层压力公式
地层压力公式1．静液压力Pm(1)静液压力是由静止液柱的重量产生的压力，其大小只取决于液体密度和液柱垂直高度。
在钻井中钻井液环空上返速度较低，动压力可忽略不计，而按静液压力计算钻井液环空液柱压力。
(2)静液压力Pm计算公式：Pm＝0.0098ρmHm (2—1)式中 Pm——静液压力，MPa；ρm——钻井液密度，g／cm3；Hm——液柱垂直高度，m。
(3)静液压力梯度Gm计算公式：Gm＝Pm／Hm＝0.0098ρm(2—2)式中 Gm——静液压力梯度，MPa／m。
2．地层压力Pp(1)地层压力是指地层孔隙中流体具有的压力，也称地层孔隙压力。
(2)地层压力Pp计算公式：Pp＝0.0098ρpHp(2—3)式中 Pp——地层压力，MPa；ρp——地层压力当量密度，g／cm3；Hm——地层垂直高度，m。
(3)地层压力梯度Gp计算公式：Gp＝Pp／Hp＝0.0098ρp(2—4)式中 Gp——静液压力梯度，MPa／m。
(4)地层压力当量密度ρp计算公式：ρp＝Pp／0.0098Hm＝102Gp(2－5)在钻井过程中遇到的地层压力可分为三类：a.正常地层压力：ρp＝1.0～1.07g／cm3；b.异常高压：ρp>1.07g／cm3；c.异常低压：ρp<1.0g／cm3。
3．地层破裂压力Pf地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗水力压裂的能力。
当达到地层破裂压力时，使地层原有的裂缝扩大延伸或使无裂缝的地层产生裂缝。
从钻井安全方面讲，地层破裂压力越大越好，地层抗破裂强度就越大，越不容易被压漏，钻井越安全。
一般情况下，地层破裂压力随着井深的增加而增加。
所以，上部地层(套管鞋处)的强度最低，易于压漏，最不安全。
(1)地层破裂压力Pf计算公式：Pf＝0.0098ρfHf(2－6)式中 Pf——地层破裂压力，MPa；ρf——地层破裂压力当量密度，g／cm3；Hf——漏失层垂直高度，m。
(2)地层破裂压力梯度Gf计算公式：Gf＝Pf／Hf＝0.0098ρf(2－7)式中 Gf——地层破裂压力梯度，MPa／m。
第一破裂面计算公式
第一破裂面计算公式1. 库仑土压力公式介绍破裂角概念来自于库仑土压力计算公式，这里需要对库仑土压力公式计算做一个简单介绍。
图1 库仑土压力理论基本假设：（1）平面滑动面假设。
当墙移动，使墙后填土达到破坏时，填土两个平面同时滑动。
一个是沿墙背AB，一个是沿土体内某一滑动面BC，BC与水平面成θ角。
这个角就是破裂角，BC面也称第一破裂面。
（2）刚体滑动假设。
（3）楔体ABC整体处于极限平衡状态。
在AB和BC滑动面上，抗剪强度已充分发挥，即滑动面上的剪应力τ均已达抗剪强度τf。
（部分文献还验算第二破裂面上的下滑力，抗滑力，这个意思是一样）受力分析：假设滑动土楔自重为W，下滑时受到墙面给予的支撑力E（其反力就是土压力），和滑动面外土体支撑力R，则（1）根据楔体整体处于极限平衡状态的条件，可得知E、R的方向。
反力R的方向与BC面的法线成夹角φ（土的内摩擦角）；反力E的方向则应与墙背AB面的法线成夹角σ。
只是当土体处于主动状态时，为阻止楔体下滑，R、E在法线的下方；被动状态时，为阻止楔体被挤而向上滑动，R、E在法线的上方。
（2）根据楔体应满足静力平衡力三角形闭合的条件，可知E、R的大小。
（3）求极值，找出真正滑动面，从而得出作用在墙背上的总主动土压力Ea和被动土压力Ep。
图2 库仑主动土压力计算图利用正弦定理：2. 坦墙土压力计算图3 坦墙与第二滑动面2.1. 坦墙概念当σ<<φ时，滑面依然可以沿墙背滑动。
但当σ≈φ时，就可能出现两种情况。
一是墙背较陡，公式依然成立。
二是墙背较缓，墙后土体破坏时可能不再沿墙背AB滑动，而是沿图3的BC和BD面滑动，两个面均发生在土中。
这种情况，BCD仍处于极限平衡状态，而ABC未达极限平衡，它将贴附于墙背AB上与墙一起移动，故而可以视为墙体的一部分。
显然，对于坦墙，库仑公式不能用来直接求出作用在墙背AB面上的土压力，但却可用其求出作用于第二滑动面BC上的土压力Ea’。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
秦皇岛36 秦皇岛 36- 3 油田注水井极限井底流压 36
中部 埋深 m 原始 地层 压力 MPa 正常 地层 压力 MPa 威廉斯法 破裂压力 梯度 α(MPa/m) 0.01542 0.01542 地层破裂 压力 MPa 57.11 58.13 最大井底 流压 MPa 48.54 49.41 最大注水 压差 MPa 11.50 11.70 地层破裂 压力 MPa 63.90 65.05 迪基法 最大井底 流压 MPa 54.32 55.29 最大注水 压差 MPa 17.27 17.58 地层破裂 压力取值 MPa 注水井极限 最大注水 最大注水压 井底流压 压差 差选用值 MPa MPa MPa
井区
层位
QHD36-3-1 QHD36-3-2
E3 s2 E3 s2
3705 3771
44.5 45.6
37 38
57.11 58.13
48.54 49.41
11.50 11.70
10 3
② 地层破裂压力的确定 采用如下两种方法计算地层破裂压力。 (1) 经验公式法1（B.B威廉斯法） P破＝α·H Pwfm=0.8×P破 α=0.2307×（0.1×β+4.335×（4.335×C-β）×P/H） （1） （2压力梯度，均为经验统计常数，若未知，可取β=0.4， C=0.235。 对于BZ34-6-1井区，根据油藏中部深度（3091.75m）及原始地层压力 （30.28MPa），计算出α=0.01529MPa/m，破裂压力为47.27MPa，注水井极限井底流 压为37.81MPa，见表3.2.5-6。 对于BZ34-7-1井区，根据油藏中部深度（3055.65m）及原始地层压力 （29.73MPa），计算出α=0.01525MPa/m，破裂压力为46.59 MPa，注水井极限井底 流压为37.28MPa，见表3.2.5-6。
(2) 经验公式法2（P.A迪基公式） P破=0.023H×3/4 （4） 以上式中： P破-地层破裂压力，MPa； α-地层破裂压力梯度，MPa/m； H-油藏中部深度，m； P-油藏中部压力,MPa； Pwfm-注水井极限井底流压，MPa。 对于BZ34-6-1井区，根据油藏中部深度（3091.75m），由式（4）计算出破裂 压力为53.33 MPa，注水井极限井底流压为42.67MPa。对于BZ34-7-1井区，根据油 藏中部深度（3055.65m），由式（4）计算出破裂压力为52.71 MPa，注水井极限井 底流压为42.17MPa。 注水极限井底流压采用以上两个经验公式计算的下限值，BZ34-6-1井区为 37.8MPa，BZ34-7-1井区为37.3MPa，见表3.2.5-6。