1、巖石力學試題樣本（老師給看不給拷版本）一 填空（每空1分，共20分）1.鉆井過程中的漏失實驗的目的是測試地層承壓能力2.巖石中有效孔隙體積與巖石總體積的比值為有效孔隙度3.巖石滲透率的單位是達西4.巖石橫向相對壓縮與縱向相對伸長之比稱為巖石的泊松比5.水力壓裂法是目前最準確的地應力測試方法6.在巖石力學中，通常1代表最大主應力，3代表最小主應力，2代表中間主應力7.按照不同的成巖過程將巖石分為以下三類：巖漿巖（火成巖）、沉積巖、變質巖8.實驗中，靜態彈性模量和靜態泊松比是通過巖樣在施加載荷條件下的應力應變關系9.動態彈性常數由測量的彈性波速度和體積密度計算得到10巖石在恒定載荷持續作用下，其變

2、形隨時間逐漸緩慢地增長現象稱為蠕變11.原地應力是指鉆井、油氣開采等活動進行之前，地層中地應力的原始大小12.原地應力狀態產生的原因有：上覆巖層的重力、構造運動產生的構造應力13.確定原地應力的主要方法有：差應變分析、波速各向異性、聲發射法二 判斷題（每題2分，共20分）1.Drucker-Prager準則（德魯克普拉格判據 即D-P準則）是三應力準則（）2構造應力又叫地應力（）3. 水力壓裂法是地應力大小測量最準確的方法（）4.巖石力學規定：壓應力為負，拉應力為正（）5.水力壓裂裂縫的方向與最小水平主應力平行（）6.動態彈性模量一般都遠遠高于靜態彈性模量（）7.隨著圍壓的增加，巖石逐漸從脆性

3、轉化為延性（）8.巖石強度及破壞前應變均隨圍壓的增加而增加（）9.沿層理面抗拉強度最低（）10.對于非脆性巖石，隨著圍壓升高內摩擦角減小，粘聚力增大（）三 論述題（每題10分，共30分）1、論述圖中OA段、AB段、BC段以及B點和C點的含義。答：(1)OA曲線載荷由0逐漸增加到A點，曲線呈現微微向上彎曲的形狀，這是巖石試件內部存在一定的微裂隙（crack）,當載荷增加時，試件逐漸被壓密所導致的結果。該段曲線曲凹程度，取決于巖石中容易被壓密的裂隙數量，對致密巖石或在高圍壓下，這種現象不太明顯。（2）AB曲線一般AB曲線呈近似直線，其斜率稱為彈性模量E。加載是在B點一下OB區間內時，若卸去載荷，則

4、變形可完全恢復，沒有永久變形，所以OB區間為彈性變形階段。（3）BC曲線當載荷繼續增加超過B點后，該曲線呈向下彎曲形狀，這說明壓力增加不大，而應變增加很多。曲線B點是產生彈性變形的應力極限值，稱為彈性極限（elastic limit）。應力應變曲線最高點C的應力值稱為抗壓強度，它表示巖石在這種條件下所能承受的最大壓應力。2.鉆井過程中影響井壁穩定性的因素有哪些？影響井壁穩定的因素概括起來可分為四大類：（1） 地質力學因素，原始地應力狀態、地層孔隙壓力（隨地層孔隙壓力升高，井壁穩定性變差）、原地溫度（溫度高井壁易失穩）、地質構造特質（強烈構造地區井壁易失穩）等。這些因素是不可改變的，只能準確地確

5、定它們。（2） 巖石的綜合性質，巖石的強度（強度變差井壁穩定性變差）和變形特征等。孔隙度、含水量（含水量越大井壁穩定性越差）、粘度含量、組成及壓實情況等。（3） 鉆井液的綜合性質，化學組成、連續相的性質、內部相的組成和類型、與連續相有關的添加劑類型、泥漿體系的維護等。特別是對于泥頁巖和泥質膠結的砂巖，鉆井液對它們的物理力學性質的影響非常大。（4） 其他工程因素，包括打開井眼的時間（時間越長井壁穩定性越差），裸眼長度，井身結構參數（井深、井斜角、方位角越大、井壁穩定性越差）、壓力激動和抽吸等。這些因素和參數之間和相互作用、相互影響，使井壁穩定問題變得非常復雜。3.用符號表示一點的應力狀態。四 計

6、算題（共30分）某油田井深為2500米的砂巖地層，強度符合庫倫莫爾準則，其內聚力為6.0MPa，內摩擦角43.8，泊松比為0.2，單軸抗拉強度為0.地層的上覆巖層壓力梯度為22.6kPa/m，地層孔隙壓力梯度為12.2 kPa/m，假設水平地應力均勻，且其應力梯度17.0 kPa/m，試確定打開該砂巖層的合理泥漿密度范圍？解：（1） 原地應力狀態確定上覆巖層壓力v=22.62500=56.5 MPa水平地應力H=h=17.02500=42.5 MPa(2)地層孔隙壓力Pp=12.22500=30.5 MPa(3)地層破裂壓力Pf=3h-H+t-Pp=342.5-42.5+0-30.5=54.5

7、 MPa當量泥漿密度為： f=100 Pf/H=10056.68/2600=2.18g/cm3(個人認為此處有誤，用P=gh計算，且g=9.80,得出f=2.224 g/cm3)（5） 地層坍塌壓力井壁上的應力分量為：r=Pw =2h- Pw=85- Pwz=v=56.56 MPa從井壁上的應力分布來看，最大主應力是在上覆巖層壓力方向上，即1=z當1=z時，最小主應力所在的方向就有兩種可能性：(沒拍到，所以缺了一部分)3=r 3=若1=z，3=r 則有=0.5（56.5- Pw）cos43.8=20.39-0.361 Pwn=0.5(56.5+ Pw)- 0.5（56.5- Pw）sin43.8-30.5=0.846 Pw-21.8因而 20.39-0.361 Pw =6+（0.846 Pw-21.8）0.959Pw=30.11 MPa當量泥漿密度為=1.204g/cm3若1=z, 3=則有=0.5（56.5-85+ Pw）cos43.8=0.361 Pw-10