岩石力学参数物理意义1[重要知识].ppt

岩石力学参数及其物理意义岩石力学参数及其物理意义1利用阵列声波测井等资料能够提供利用阵列声波测井等资料能够提供杨氏模量、弹性模量、泊松比等杨氏模量、弹性模量、泊松比等较为准确的较为准确的岩石力学参数岩石力学参数预测岩石强度，岩石破裂压力，进行井眼稳定性分析，为钻井工程、预测岩石强度，岩石破裂压力，进行井眼稳定性分析，为钻井工程、压裂施工、油气层开采等方面提供有用参数压裂施工、油气层开采等方面提供有用参数 岩石力学参数岩石力学参数弹性模量弹性模量压裂相关参数压裂相关参数泊松比泊松比剪切模量剪切模量杨氏模量杨氏模量体积模量体积模量径向应力径向应力周向应力周向应力抗剪强度抗剪强度抗张强度抗张强度抗压强度抗压强度裂缝指示裂缝指示斯仑贝谢比斯仑贝谢比出砂指数出砂指数岩层固有抗岩层固有抗切强度切强度坍塌压力坍塌压力破裂压力破裂压力多种方法计算岩石力学参数岩石力学参数计算技术岩石力学参数计算技术2阵列声波处理阵列声波处理------岩石力学参数成果图岩石力学参数成果图3（（（（1 1 1 1）泊松比：）泊松比：）泊松比：）泊松比： 弹弹弹弹性性性性体体体体只只只只受受受受法法法法向向向向应应应应力力力力作作作作用用用用时时时时，，，，横横横横向向向向缩缩缩缩短短短短和和和和纵纵纵纵向向向向伸伸伸伸长长长长的的的的比比比比值值值值（（（（又又又又称称称称横横横横向向向向压压压压缩缩缩缩系系系系数数数数）））），，，，表表表表示示示示材材材材料料料料力力力力学学学学的的的的一一一一个个个个重重重重要要要要参参参参数数数数。

无无无无量量量量纲纲纲纲，，，，对对对对任任任任何何何何材材材材料料料料在在在在0-0.50-0.50-0.50-0.5之之之之间间间间泊泊泊泊松松松松比比比比越越越越大大大大，，，，表表表表示示示示弹弹弹弹性性性性越越越越小小小小，，，，塑塑塑塑性性性性越越越越大大大大，，，，岩岩岩岩石石石石容容容容易易易易断裂或压裂而泥岩泊松比大，表示塑性大，易变形断裂或压裂而泥岩泊松比大，表示塑性大，易变形断裂或压裂而泥岩泊松比大，表示塑性大，易变形断裂或压裂而泥岩泊松比大，表示塑性大，易变形 一杆受拉伸时，其轴向伸长伴随着横向收缩一杆受拉伸时，其轴向伸长伴随着横向收缩一杆受拉伸时，其轴向伸长伴随着横向收缩一杆受拉伸时，其轴向伸长伴随着横向收缩( (反之亦然反之亦然反之亦然反之亦然) )，而横向应变，而横向应变，而横向应变，而横向应变 e‘ e‘ 与轴向应变与轴向应变与轴向应变与轴向应变 e e 之比称为泊松比之比称为泊松比之比称为泊松比之比称为泊松比 V V材料的泊松比一般通过试验方法测定材料的泊松比一般通过试验方法测定材料的泊松比一般通过试验方法测定材料的泊松比一般通过试验方法测定。

　　可以这样记忆：空气的泊松比为　　可以这样记忆：空气的泊松比为　　可以这样记忆：空气的泊松比为　　可以这样记忆：空气的泊松比为0 0，水的泊松比为，水的泊松比为，水的泊松比为，水的泊松比为0.50.5，中间的可以推出中间的可以推出中间的可以推出中间的可以推出 （一）弹性模量的基本确定（一）弹性模量的基本确定（一）弹性模量的基本确定（一）弹性模量的基本确定4横向相对压缩与纵向横向相对压缩与纵向相对伸长之比相对伸长之比泊松比泊松比5（（（（2 2 2 2）剪切模量（切变模量）：）剪切模量（切变模量）：）剪切模量（切变模量）：）剪切模量（切变模量）： 弹性体在剪切较强的作用下，发生剪切形变，同时产生剪切应力弹性体在剪切较强的作用下，发生剪切形变，同时产生剪切应力弹性体在剪切较强的作用下，发生剪切形变，同时产生剪切应力弹性体在剪切较强的作用下，发生剪切形变，同时产生剪切应力产生单位角应变时相应剪切应力的数值，称为剪切模量剪切模量是度产生单位角应变时相应剪切应力的数值，称为剪切模量剪切模量是度产生单位角应变时相应剪切应力的数值，称为剪切模量剪切模量是度产生单位角应变时相应剪切应力的数值，称为剪切模量。

剪切模量是度量岩石抗切能力的重要的力学参数，是岩石切变弹性强弱的标志其数量岩石抗切能力的重要的力学参数，是岩石切变弹性强弱的标志其数量岩石抗切能力的重要的力学参数，是岩石切变弹性强弱的标志其数量岩石抗切能力的重要的力学参数，是岩石切变弹性强弱的标志其数值大小表示在剪切较强的作用下，弹性体发生剪切形变的难易程度值大小表示在剪切较强的作用下，弹性体发生剪切形变的难易程度值大小表示在剪切较强的作用下，弹性体发生剪切形变的难易程度值大小表示在剪切较强的作用下，弹性体发生剪切形变的难易程度剪切应变剪切应变剪切应变剪切应变————剪切模量剪切模量剪切模量剪切模量 　　对一块弹性体施加一个侧向的力　　对一块弹性体施加一个侧向的力　　对一块弹性体施加一个侧向的力　　对一块弹性体施加一个侧向的力f f（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的角度菱形，这个形变的角度菱形，这个形变的角度菱形，这个形变的角度θ θ称为称为称为称为“ “剪切应变剪切应变剪切应变剪切应变” ”，相应的力，相应的力，相应的力，相应的力f f除以受力面积除以受力面积除以受力面积除以受力面积S S称为称为称为称为“ “剪剪剪剪切应力切应力切应力切应力” ”。

剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/A)/θG=( f/A)/θ 6所加剪切应力与切变角之所加剪切应力与切变角之比比 ，它度量岩石的抗剪，它度量岩石的抗剪强度强度切变模量切变模量7（（（（3 3 3 3）杨氏模量：）杨氏模量：）杨氏模量：）杨氏模量： 拉伸应力（法向应力）和同方向上的相对伸长（沿法向应力方向的应拉伸应力（法向应力）和同方向上的相对伸长（沿法向应力方向的应拉伸应力（法向应力）和同方向上的相对伸长（沿法向应力方向的应拉伸应力（法向应力）和同方向上的相对伸长（沿法向应力方向的应变）的比值其意义为弹性体发生单位线应变时，弹性体产生的应力大小变）的比值其意义为弹性体发生单位线应变时，弹性体产生的应力大小变）的比值其意义为弹性体发生单位线应变时，弹性体产生的应力大小变）的比值其意义为弹性体发生单位线应变时，弹性体产生的应力大小它是度量岩石的抗张应力大小的，是岩石张变弹性强弱的标志该值大小它是度量岩石的抗张应力大小的，是岩石张变弹性强弱的标志。

该值大小它是度量岩石的抗张应力大小的，是岩石张变弹性强弱的标志该值大小它是度量岩石的抗张应力大小的，是岩石张变弹性强弱的标志该值大小表示弹性体或弹性材料在外力作用下变形的难易程度，是材料弹性力学性表示弹性体或弹性材料在外力作用下变形的难易程度，是材料弹性力学性表示弹性体或弹性材料在外力作用下变形的难易程度，是材料弹性力学性表示弹性体或弹性材料在外力作用下变形的难易程度，是材料弹性力学性质的一个重要参数，其量纲和应力相同质的一个重要参数，其量纲和应力相同质的一个重要参数，其量纲和应力相同质的一个重要参数，其量纲和应力相同 “ “线应变线应变线应变线应变” ”------杨氏模量；杨氏模量；杨氏模量；杨氏模量；对一根细杆施加一个对一根细杆施加一个对一根细杆施加一个对一根细杆施加一个拉力拉力拉力拉力F F，这个拉力除以杆的截面积，这个拉力除以杆的截面积，这个拉力除以杆的截面积，这个拉力除以杆的截面积A A，称为，称为，称为，称为“ “线应力线应力线应力线应力” ”，杆的，杆的，杆的，杆的伸长量伸长量伸长量伸长量dLdL除以原长除以原长除以原长除以原长L L，称为，称为，称为，称为“ “线应变线应变线应变线应变” ”。

线应力除以线应变就等于杨氏模量线应力除以线应变就等于杨氏模量线应力除以线应变就等于杨氏模量线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( E=( F/A)/(dL/L)F/A)/(dL/L) 8张应力与张应变之比，它张应力与张应变之比，它度量岩石的抗张能力度量岩石的抗张能力杨氏模量杨氏模量9（（（（4 4 4 4）体积模量：）体积模量：）体积模量：）体积模量：弹性体受均匀静压力时，所加静压力和体应变的比值用它弹性体受均匀静压力时，所加静压力和体应变的比值用它弹性体受均匀静压力时，所加静压力和体应变的比值用它弹性体受均匀静压力时，所加静压力和体应变的比值用它来度量岩石的抗压应力来度量岩石的抗压应力来度量岩石的抗压应力来度量岩石的抗压应力 体积应变体积应变体积应变体积应变————体积模量体积模量体积模量体积模量: : 　　对弹性体施加一个整体的压强　　对弹性体施加一个整体的压强　　对弹性体施加一个整体的压强　　对弹性体施加一个整体的压强p p，这个压强称为，这个压强称为，这个压强称为，这个压强称为“ “体积应力体积应力体积应力体积应力” ”，，，，弹性体的体积减少量弹性体的体积减少量弹性体的体积减少量弹性体的体积减少量(-dV)(-dV)除以原来的体积除以原来的体积除以原来的体积除以原来的体积V V称为称为称为称为“ “体积应变体积应变体积应变体积应变” ”，体，体，体，体积应力除以体积应变就等于体积模量积应力除以体积应变就等于体积模量积应力除以体积应变就等于体积模量积应力除以体积应变就等于体积模量: K=P/(-dV/V): K=P/(-dV/V) 10岩石受均匀静压力时，所岩石受均匀静压力时，所加应力与体积应变比值，加应力与体积应变比值， 它度量岩石的抗压能力它度量岩石的抗压能力体积模量体积模量11泊松比泊松比体积模量体积模量杨氏模量杨氏模量切变模量切变模量R=ρ﹡（1/∆tp2-2/∆ts2） 拉梅系数拉梅系数假定岩石为均匀、各向同性的弹性体动态弹性模量的计算方法动态弹性模量的计算方法12（二）压裂相关参数的基本确定（二）压裂相关参数的基本确定（二）压裂相关参数的基本确定（二）压裂相关参数的基本确定（（（（1 1 1 1）径向应力（）径向应力（）径向应力（）径向应力（ESRAESRAESRAESRA）：）：）：）：指岩石受到径向张应力的大小。

指岩石受到径向张应力的大小指岩石受到径向张应力的大小指岩石受到径向张应力的大小 式中：式中：式中：式中：P P P Pm m m m为泥浆柱压力，为泥浆柱压力，为泥浆柱压力，为泥浆柱压力，P P P Pm m m m=ρ=ρ=ρ=ρm m m mH/10H/10H/10H/10（（（（ρρρρm m m m为泥浆比重，为泥浆比重，为泥浆比重，为泥浆比重，H H H H为储层中部深度）为储层中部深度）为储层中部深度）为储层中部深度）P P P Pp p p p为孔隙流体压力为孔隙流体压力为孔隙流体压力为孔隙流体压力P P P Pm m m m=GH+C=GH+C=GH+C=GH+C，，，，（（（（G G G G、、、、C C C C为孔隙流体压力梯度和常数，地区经验参数）为孔隙流体压力梯度和常数，地区经验参数）为孔隙流体压力梯度和常数，地区经验参数）为孔隙流体压力梯度和常数，地区经验参数）13（（（（2 2 2 2）周向应力（）周向应力（）周向应力（）周向应力（ESTAESTAESTAESTA）：）：）：）：指岩石受到周向压应力的大小指岩石受到周向压应力的大小指岩石受到周向压应力的大小。

指岩石受到周向压应力的大小式中：式中：式中：式中：P P P PO O O O为上覆压力为上覆压力为上覆压力为上覆压力P P P PO O O O=ρ(H)H/10=ρ(H)H/10=ρ(H)H/10=ρ(H)H/10，，，，（（（（ρ(H)ρ(H)ρ(H)ρ(H)为为为为H H H H深时的上覆岩层平均密度，由密度测井曲线得到）深时的上覆岩层平均密度，由密度测井曲线得到）深时的上覆岩层平均密度，由密度测井曲线得到）深时的上覆岩层平均密度，由密度测井曲线得到）αααα为孔隙流体压力对各应力的贡献，与岩层体积压缩系数、骨架压缩为孔隙流体压力对各应力的贡献，与岩层体积压缩系数、骨架压缩为孔隙流体压力对各应力的贡献，与岩层体积压缩系数、骨架压缩为孔隙流体压力对各应力的贡献，与岩层体积压缩系数、骨架压缩系数有关，系数有关，系数有关，系数有关，α=B/Bα=B/Bα=B/Bα=B/Bm m m m 14（（（（3 3 3 3）抗剪强度：）抗剪强度：）抗剪强度：）抗剪强度：指岩石能承受周向压应力的大小指岩石能承受周向压应力的大小指岩石能承受周向压应力的大小指岩石能承受周向压应力的大小对于脆性储层分析其张性破裂要确定抗张强度；而对于岩性对于脆性储层分析其张性破裂要确定抗张强度；而对于岩性对于脆性储层分析其张性破裂要确定抗张强度；而对于岩性对于脆性储层分析其张性破裂要确定抗张强度；而对于岩性疏松的储层，要考察其切变破裂采油出砂，先要确定岩层抗疏松的储层，要考察其切变破裂采油出砂，先要确定岩层抗疏松的储层，要考察其切变破裂采油出砂，先要确定岩层抗疏松的储层，要考察其切变破裂采油出砂，先要确定岩层抗切强度。

一般根据目的层岩性和弹性模量给出经验值一般根据目的层岩性和弹性模量给出经验值一般根据目的层岩性和弹性模量给出经验值一般根据目的层岩性和弹性模量给出经验值 （（（（4 4 4 4）抗张强度：）抗张强度：）抗张强度：）抗张强度：指岩石能承受径向张应力的大小指岩石能承受径向张应力的大小指岩石能承受径向张应力的大小指岩石能承受径向张应力的大小抗抗抗抗张张张张强强强强度度度度ττττT T T T处处处处在在在在（（（（0-τ0-τ0-τ0-τS S S S）））），，，，岩岩岩岩层层层层最最最最大大大大抗抗抗抗张张张张强强强强度度度度，，，，可可可可看看看看作作作作岩岩岩岩层固有抗切强度层固有抗切强度层固有抗切强度层固有抗切强度15（（（（4 4 4 4）单轴抗压强度：）单轴抗压强度：）单轴抗压强度：）单轴抗压强度：（（（（5 5 5 5）岩层固有抗切强度：）岩层固有抗切强度：）岩层固有抗切强度：）岩层固有抗切强度： 16（（（（6 6 6 6）出砂指数：）出砂指数：）出砂指数：）出砂指数：B B B B大大大大说说说说明明明明岩岩岩岩石石石石强强强强度度度度大大大大，，，，稳稳稳稳定定定定性性性性好好好好。

经经经经验验验验表表表表明明明明当当当当含含含含油油油油砂砂砂砂岩岩岩岩的的的的B≥3B≥3B≥3B≥3（（（（即即即即3 3 3 3××××101010106 6 6 6磅磅磅磅/ / / /英英英英寸寸寸寸））））时时时时，，，，则则则则在在在在正正正正常常常常压压压压力力力力下下下下采采采采油油油油时时时时，，，，不不不不会会会会出出出出砂砂砂砂；；；；当当当当2≤B2≤B2≤B2≤B＜＜＜＜3 3 3 3时时时时，，，，油油油油层层层层会会会会出出出出少少少少量量量量砂砂砂砂子子子子；；；；当当当当B B B B＜＜＜＜2 2 2 2时时时时，，，，油层会出较多砂子油层会出较多砂子油层会出较多砂子油层会出较多砂子17（（（（7 7 7 7）斯仑贝谢比）斯仑贝谢比）斯仑贝谢比）斯仑贝谢比：：：：当当R R大时，说明岩石强度大，稳定性好，不易变形和出大时，说明岩石强度大，稳定性好，不易变形和出砂比出砂指数能更好地估计岩石的强度和稳定性比出砂指数能更好地估计岩石的强度和稳定性 18（（（（8 8 8 8）裂缝指示：）裂缝指示：）裂缝指示：）裂缝指示： 由于由于由于由于σσσσ越大表示岩石弹性越小或塑性越大，岩石容易断裂或压越大表示岩石弹性越小或塑性越大，岩石容易断裂或压越大表示岩石弹性越小或塑性越大，岩石容易断裂或压越大表示岩石弹性越小或塑性越大，岩石容易断裂或压裂。

裂σσσσ越大，越大，越大，越大，FIFIFIFI越大在碳酸盐岩裂缝段，越大在碳酸盐岩裂缝段，越大在碳酸盐岩裂缝段，越大在碳酸盐岩裂缝段，FIFIFIFI很大；但在泥岩段很大；但在泥岩段很大；但在泥岩段很大；但在泥岩段FIFIFIFI也很大，这时因为泥岩塑性大，不是因为裂缝发育也很大，这时因为泥岩塑性大，不是因为裂缝发育也很大，这时因为泥岩塑性大，不是因为裂缝发育也很大，这时因为泥岩塑性大，不是因为裂缝发育 19岩层自然破裂时的井柱压力岩层自然破裂时的井柱压力岩层自然破裂时的井柱压力岩层自然破裂时的井柱压力当当当当井井井井柱柱柱柱压压压压力力力力增增增增大大大大时时时时，，，，周周周周向向向向压压压压性性性性应应应应力力力力变变变变为为为为周周周周向向向向张张张张性性性性应应应应力力力力，，，，对对对对于于于于脆脆脆脆性性性性砂砂砂砂岩岩岩岩、、、、微微微微裂裂裂裂隙隙隙隙岩岩岩岩层层层层就就就就有有有有可可可可能能能能发发发发生生生生自自自自然然然然破破破破裂裂裂裂，，，，钻钻钻钻井井井井时时时时泥泥泥泥浆浆浆浆会会会会发发发发生生生生漏漏漏漏失失失失现现现现象象象象由此，还可以计算泥浆比重极限值（由此，还可以计算泥浆比重极限值（由此，还可以计算泥浆比重极限值（由此，还可以计算泥浆比重极限值（ρρρρm1m1m1m1=P=P=P=P1 1 1 1H/10H/10H/10H/10）。

9 9 9 9）坍塌压力：）坍塌压力：）坍塌压力：）坍塌压力：20岩层被成功压裂开的井柱压力岩层被成功压裂开的井柱压力岩层被成功压裂开的井柱压力岩层被成功压裂开的井柱压力已已已已知知知知岩岩岩岩层层层层抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度大大大大于于于于抗抗抗抗张张张张强强强强度度度度，，，，当当当当井井井井柱柱柱柱压压压压力力力力增增增增大大大大，，，，使使使使周周周周向向向向法法法法应应应应力力力力为为为为岩岩岩岩层层层层最最最最大大大大抗抗抗抗张张张张强强强强度度度度时时时时，，，，储储储储层层层层被被被被成成成成功功功功压压压压裂裂裂裂开开开开这这这这时时时时的的的的井井井井柱压力为破裂压力，并由此计算破裂压力梯度柱压力为破裂压力，并由此计算破裂压力梯度柱压力为破裂压力，并由此计算破裂压力梯度柱压力为破裂压力，并由此计算破裂压力梯度其中其中其中其中ττττmaxmaxmaxmax=τ=τ=τ=τS S S S（（（（10101010）破裂压力：）破裂压力：）破裂压力：）破裂压力：21利用阵列声波测井等资料能够提供利用阵列声波测井等资料能够提供杨氏模量、弹性模量、泊松比等杨氏模量、弹性模量、泊松比等较为准确的较为准确的岩石力学参数。

岩石力学参数预测岩石强度，岩石破裂压力，进行井眼稳定性分析，为钻井工程、预测岩石强度，岩石破裂压力，进行井眼稳定性分析，为钻井工程、压裂施工、油气层开采等方面提供有用参数压裂施工、油气层开采等方面提供有用参数 岩石力学参数岩石力学参数弹性模量弹性模量压裂相关参数压裂相关参数泊松比泊松比剪切模量剪切模量杨氏模量杨氏模量体积模量体积模量径向应力径向应力周向应力周向应力抗剪强度抗剪强度抗张强度抗张强度抗压强度抗压强度裂缝指示裂缝指示斯仑贝谢比斯仑贝谢比出砂指数出砂指数岩层固有抗岩层固有抗切强度切强度坍塌压力坍塌压力破裂压力破裂压力多种方法计算岩石力学参数岩心破裂压力与测井解释数据的比较岩心破裂压力与测井解释数据的比较分析数据分析数据测井数据测井数据破破裂裂压压力力，，MPa样品数样品数岩石力学参数计算技术岩石力学参数计算技术煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术22uZ30井3#、15#煤层多极振列声波处理成果图煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术23煤层的弹性模量（泊松比、杨氏模量、剪切模量、体积模量）值都较低，抗煤层的弹性模量（泊松比、杨氏模量、剪切模量、体积模量）值都较低，抗剪强度、破裂压力也较低，说明煤层的机械强度弱，地层脆而软，既易压性剪强度、破裂压力也较低，说明煤层的机械强度弱，地层脆而软，既易压性破裂，又易张性破损，井眼极易坍落，易引起钻井作业中的煤层破碎、掉块、破裂，又易张性破损，井眼极易坍落，易引起钻井作业中的煤层破碎、掉块、井壁垮塌。

井壁垮塌弹性模量弹性模量与压裂相关参数与压裂相关参数阵列声波解释阵列声波解释- -岩石力学参数计算岩石力学参数计算 煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术24井号井号煤号煤号泊松比泊松比破裂压力破裂压力 MPaMPa杨氏模量杨氏模量 ××10104 4MPaMPa剪切模量剪切模量 ××10104 4MPaMPa体积模量体积模量 ××10104 4MPaMPa澄试澄试3 3井井3 3# #煤顶板煤顶板0.326.933.521.362.953 3# #煤底板煤底板0.3330.573.351.263.345 5# #煤顶板煤顶板0.2623.475.021.993.55 5# #煤底板煤底板0.3293.211.2331111# #煤顶板煤顶板0.30-0.3127.61-28.923.67-5.921.41-2.273.14-5.661111# #煤底板煤底板0.31-0.3228.39-31.733.80-3.981.40-1.533.46-4.68澄试澄试4 4井井3 3# #煤顶板煤顶板0.3329.4-33.23.18-3.071.132.793 3# #煤底板煤底板0.3228.0-33.03.521.423.355 5# #煤顶板煤顶板0.3431.2-34.12.921.13.325 5# #煤底板煤底板0.30-0.4037.0-41.92.340.842.791111# #煤顶板煤顶板0.3230.334.971.924.271111# #煤底板煤底板0.3737.9-39.43.141.14.16韩韩4-174-17向向2 2井井3 3# #煤顶板煤顶板0.317.233.451.332.823 3# #煤底板煤底板0.324.22.851.043.635 5# #煤顶板煤顶板0.2616.234.991.983.475 5# #煤底板煤底板0.3524.313.111.22.521111# #煤顶板煤顶板0.325.383.131.173.091111# #煤底板煤底板0.3326.825.512.223.59阵列声波解释阵列声波解释- -岩石力学参数计算岩石力学参数计算 煤煤煤煤层层层层顶顶顶顶底底底底板板板板岩岩岩岩石石石石力力力力学学学学参参参参数数数数表表表表煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术25煤煤泥岩泥岩砂岩砂岩灰岩灰岩 泊松比泊松比- -杨氏模量交会图杨氏模量交会图剪切模量与体积模量交会图剪切模量与体积模量交会图 煤泥岩泥岩砂岩砂岩灰岩灰岩破裂压力梯度与坍塌压力梯度交会图破裂压力梯度与坍塌压力梯度交会图 煤煤泥岩泥岩砂岩砂岩灰岩灰岩 破裂压力梯度破裂压力梯度- -抗剪强度交会图抗剪强度交会图煤煤泥岩泥岩砂岩砂岩灰岩灰岩煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术26泊松比、杨氏模量、体积模量、剪切模量、抗剪强泊松比、杨氏模量、体积模量、剪切模量、抗剪强度低，破裂压力梯度小，坍塌压力梯度大，即易张度低，破裂压力梯度小，坍塌压力梯度大，即易张性破裂又易压性破裂，井眼易坍塌。

性破裂又易压性破裂，井眼易坍塌泊松比值大，杨氏模量、体积模量、剪切模量、泊松比值大，杨氏模量、体积模量、剪切模量、抗剪强度较低，破裂压力梯度较大，坍塌压力梯抗剪强度较低，破裂压力梯度较大，坍塌压力梯度较低，岩石可塑性强度较低，岩石可塑性强泊松比较低，杨氏模量、体积模量、剪切模量、抗泊松比较低，杨氏模量、体积模量、剪切模量、抗剪强度较大，破裂压力梯度较大，坍塌压力梯度较剪强度较大，破裂压力梯度较大，坍塌压力梯度较小，岩石弹性强小，岩石弹性强泊松比较低，杨氏模量、体积模量、剪切模量、抗泊松比较低，杨氏模量、体积模量、剪切模量、抗剪强度大，破裂压力梯度大，坍塌压力梯度小，岩剪强度大，破裂压力梯度大，坍塌压力梯度小，岩石弹性最强，不易形变石弹性最强，不易形变煤层特征煤层特征泥岩特征泥岩特征砂岩特征砂岩特征灰岩特征灰岩特征煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术27杨氏模量与体积密度交会图杨氏模量与体积密度交会图煤质变差煤质变差晋城地区煤质变差煤质变差体积模量与体积密度交会图体积模量与体积密度交会图剪切模量剪切模量- -体积密度交会图体积密度交会图煤质变差煤质变差煤质越好，基本模量越低煤质越好，基本模量越低煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术28压裂施工方案提示压裂施工方案提示井号井号顶底压裂情况顶底压裂情况澄试澄试3 3井井3号煤顶板易裂号煤顶板易裂澄试澄试4 4井井5号煤底板易裂，号煤底板易裂，11号煤顶板易裂号煤顶板易裂韩韩4-174-17向向2 2井井5号煤顶板易裂号煤顶板易裂阵列声波解释阵列声波解释- -岩石力学参数计算岩石力学参数计算 煤层及顶底板岩石力学分析技术煤层及顶底板岩石力学分析技术29汇报结束汇报结束请领导指正请领导指正谢谢！谢谢！30。