《石油工业概论》课件-岩石的机械性质

岩石的机械性质钻井施工技术课程岩石的组成0Z

岩

石

的

类

型03

岩

石

的

层

理□4

岩

石

的

机

械

性

质OI目录CONTENTSOI

岩

石

的

组

成岩

石

的

组

成石油及天然气钻井中，遇到的主要是沉积岩。岩石是造岩矿物颗粒的结合体，最主要的造岩矿物分铝硅酸盐、云母、铁镁硅

酸盐等八类20余种。岩石的性质在很大程度上取决于造岩矿物的性质。岩石的结构和构造对岩石的

力学性质也有重要影响。岩石是矿物颗粒的集合体，颗粒之间或者靠直接接触面上的作用力联结，或者由外来的胶结物胶结。大多数岩石由两种以上的矿物成分组成。矿物是具有固定的化学成分和确定的物理性质的天然无机化合物。除了硫、碳的矿物及少数金属外，绝大多数矿物是由两种以上元素组成的化合物。岩

石

的

类

型由岩浆(硅酸盐)容体冷凝而成。如：花岗岩、玄武岩、橄榄岩、安山岩等。火成岩和沉积岩等由于

高温高压作用或外来物

质的加入，改变了原来

的成分、结构，变成新

的岩石。如：花岗岩→片

麻岩，石灰岩

→大理岩

石英砂岩→石英岩等。母岩风化后的产物经过

搬运、沉积和成岩作用

而形成的岩石。石油及

天然气大都储藏在沉积

岩中。如：泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩、石膏、

岩盐。原油大都储存在沉积岩中。岩石

可

分

为

三

大

类岩

石

的

类

型火成岩

变质岩

沉积岩岩

石

的

层

理岩

石

的

层

理·

岩石的层理一岩石一层层迭起来的现象。倾斜的层状结构是沉积岩的主要构造特征。也

就是说岩石的物理、化学性质不同，岩石就会出现不均质性的。·

形成层理的原因：颗粒大小在纵向上的变化某些矿物颗粒的定向排列岩石成分在纵向剖面上的变化□4

岩

石

的

机

械

性

质处

理塑性岩石在外力作

用下产生变形，

外力撤除后变

形不能完全恢

复的性质。相

应的残余变形

称为塑性变形。井

塌

的弹

性岩石在外力作用

下产生变形，外

力撤除后变形随

之消失，恢复到

原来的形状和体

积的性质称为弹

性。相应的变形

称为弹性变形。硬度岩石抵抗其它物体

表面压入的能力。

石油工业中的岩石

硬度是压入硬度，

也称为史氏硬度，

是由前苏联史立涅

尔提出的。脆性岩石在外力作用下变形量很小(小于3%)时就发生破坏的性质。相应的破坏称为脆性破坏。强度岩石在外力作用下发生破坏时的最大应力。影响岩石强度的因素分为自然因素和工艺技术因素两类。1)自然因素包括：岩石的矿物成分、矿物颗粒的大小、岩石的密度和孔隙度。砂

岩的强度随着石英含量的增加而增大：硅质胶结>铁质>钙质>泥质。2)工艺技术因素(1)简单应力条件(岩石受单一外载)下岩石的强度有：抗拉强度一岩石单纯受拉伸应力作用时的强度。抗压强度一岩石单纯受压缩应力力作用时的强度。抗剪强度一岩石单纯受剪切应力作用时的强度抗弯强度一岩石单纯受弯曲应力作用时的强度。一般情况下抗拉强度<抗弯强度≤抗剪强度<抗压强度。(2)复杂应力条件下岩石的力学性质随着围压的增大，岩石由脆性向塑性转变，且围压越大，岩石破坏前呈现的塑性也越大。岩石从脆性向塑性转变的压力(围压)

称为临界压力。不同的岩石，临界压力不同。在各向均匀压缩状态下，岩石永远不会破坏。井

塌

的

处

理岩石的硬度1)硬度：表示岩石抵抗其它物体表面压入的能力。2)硬度与抗压强度区别：硬度是岩石表面的局部抵抗外力压入的能力，抗压强度则是岩石整体抗压的能

力

。岩石的脆性和塑性变形物体具有在外力作用下发生变形的能力