鉆井巖石力學

《鉆井巖石力學》是2013年中國石油大學出版社出版的圖書，作者是安東尼·魯耶。

鉆井巖石力學基本信息

中文名 鉆井巖石力學 外文名 Petroleum Rock Mechanics Drilling Operations and Well Design
作????者 安東尼 魯耶 出版日期 2013年7月1日
語????種 簡體中文 出版社 中國石油大學出版社
頁????數 268 頁 開????本 16 開

第一部分 固體力學基礎

第1章 應力/應變的定義及分量

1.1 基本概念

1.2 應力的定義

1.3 應力的分量

1.4 應變的定義

1.5 應變的分量

例題

習題

第2章 應力與應變的坐標變換

2.1 引言

2.2 坐標變換原理

2.3 二維應力坐標變換

2.4 空間中的應力變換

2.5 應力分量的張量形式

2.6 空間中的應變變換

例題

習題

第3章 主應力/主應變與偏應力/偏應變

3.1 引言

3.2 主應力

3.3 平均應力與偏應力

3.4 主應力的一般解釋

3.5 二維應力分析

3.6 應變問題

例題

習題

第4章 彈性理論

4.1 引言

4.2 材料行為

4.3 胡克定律

4.4 胡克定律的剪切形式

4.5 結構分析

4.6 非彈性理論

4.7 巖石的本構關系

例題

習題

第5章 失效準則

5.1 引言

5.2 巖石材料失效準則

5.3 米賽斯失效準則

5.4 摩爾一庫倫失效準則

5.5 格里菲斯失效準則

5.6 霍克一布朗失效準則

5.7 德魯克一普拉格失效準則

5.8 茂木一庫倫失效準則

例題

習題

第二部分 鉆并巖石力學

第6章 鉆井巖石力學介紹

6.1 引言

6.2 巖石的定義和分類

6.3 鉆井巖石力學

6.4 為何研究巖石中的應力

6.5 計量單位

例題

習題

第7章 多孔巖石和有效應力

7.1 引言

7.2 各向異性和非均質性

7.3 各向異性巖石、橫向各向同性

7.4 多孔巖石

7.5 地層孔隙壓力

7.6 有效應力

7.7 地層孔隙度和滲透率

例題

習題

第8章 原地應力

8.1 引言

8.2 定義

8.3 原地應力的主應力

8.4 原地應力的測量和評價

8.5 應力數據概率分析

8.6 原地應力的邊界

8.7 由裂縫跡線得到的應力方向

例題

習題

第9章 巖石強度和巖石失效

9.1 引言

9.2 巖石材料的強度

9.3 經驗公式

9.4 地層破裂壓力梯度

9.5 巖樣的實驗室測試

9.6 巖石抗拉強度

9.7 巖石抗剪強度

例題

習題

第10章 井周應力

10.1 引言

10.2 井周應力狀態(tài)

10.3 井眼周圍巖層的性質

10.4 基本應力分析方程

10.5 井周應力分析

10.6 外部載荷大小相等的解

10.7 外部載荷大小不相等的解

例題

習題

第11章 井壁失穩(wěn)分析

11.1 引言

11.2 分析過程

11.3 井壁破裂應力

11.4 井壁坍塌壓力

11.5 多分支井穩(wěn)定性分析

11.6 相鄰井眼失穩(wěn)分析

11.7 欠平衡鉆井失穩(wěn)分析

11.8 淺層破裂

11.9 一般破裂模型

11.10 對于高溫、高壓儲層的壓實分析

11.11 井噴井和救援井之間的井眼貫穿問題

11.12 考慮加載歷史和溫度的破裂模型

11.13 流體誘導應力效應

11.14 油井出砂模型

例題

習題

第12章 運用反演法進行井壁失穩(wěn)分析

12.1 引言

12.2 定義

12.3 反演法

12.4 地質方面

12.5 分析約束條件

12.6 用破裂數據和測井圖進行反演法

例題

習題

第13章 使用定量風險評估法進行井壁失穩(wěn)分析

13.1 引言

13.2 確定性評價與概率分析

13.3 為什么進行概率評估

13.4 定量風險評估

13.5 欠平衡鉆井的定量風險評估

例題

習題

第14章 鉆井液漏失對井壁穩(wěn)定性的影響

14.1 引言

14.2 鉆井作業(yè)期間的鉆井液漏失

14.3 漏失實驗解釋

14.4 井壁穩(wěn)定性分析未來的發(fā)展方向

例題

習題

參考文獻

附錄1 巖石力學性質

附錄2 泊松比效應

附錄3 應力橋模型

附錄4 術語詞匯

附錄5 常用符號及其含義 2100433B

鉆井巖石力學造價信息

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《鉆井巖石力學》主要介紹石油工程中的巖石工程力學原理，系統(tǒng)地講述了固體力學基本知識及其在油氣鉆井作業(yè)和井身設計中的應用。共分為兩大部分：固體力學基礎和鉆井巖石力學。對與鉆井作業(yè)和井身設計相關的巖層、巖石材料強度和井眼力學都進行了詳細的介紹，同時包括實際原地應力的變化以及這些因素是如何作用在井眼上并且影響井眼力學行為的，得到的結論方程結合失效準則可預測相關的應力。

通讀《鉆井巖石力學》能夠對與鉆井操作及井眼問題相關的巖石工程力學從理論和實踐兩方面有一個全面的認識。

讀者也能夠抓住巖石力學在鉆井操作、油井工程、設計、完井、增產和油氣生產中應用的重點。

鉆井巖石力學常見問題

鉆井巖石力學文獻

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頁數： 5頁

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研究了大慶徐家圍子地區(qū)火山巖地層的巖石力學性質及本構關系,根據現(xiàn)場聲波測井資料及巖心資料,通過室內實驗及回歸分析建立了聲波測井資料與火山巖巖石力學特性預測模型,并根據損傷力學的相關理論,推導出火山巖彈塑性損傷本構關系式.實驗結果表明,該研究區(qū)域火山巖可鉆性值相對較高,硬度較大,塑性系數較低,泊松比較低,表現(xiàn)出明顯的脆性和彈性特征;火山巖彈塑性損傷本構關系式符合火山巖實際變化規(guī)律.

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巖石力學 巖石力學

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評分： 4.7

巖石力學

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  1. 井口平臺的鉆井

  2. 海底基盤的預鉆井

  3. 固定平臺的直接鉆井

  4. 為海底完井的深海浮式鉆井

  5. 近水面完井的無限海深浮式鉆井

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前輔文

1緒論

1.1巖石力學學科發(fā)展簡史

1.1.1學科起源

1.1.2發(fā)展階段

1.2巖石力學研究內容與關鍵問題

1.2.1巖石的復雜性

1.2.2巖石力學的研究內容

1.2.3巖石力學的核心問題

1.2.4工程中的巖石力學問題

1.3巖石力學主要研究方法

1.4巖石工程與學科發(fā)展

1.4.1工程實踐促進學科發(fā)展

1.4.2我國巖石工程的復雜性

1.4.3我國巖石工程面臨的挑戰(zhàn)

1.4.4巖石力學學科發(fā)展趨勢

1.5本書主要內容

習題與思考題

2巖石工程地質環(huán)境

2.1巖石工程的特殊性

2.2影響巖體性質的地質要素

2.2.1完整巖塊

2.2.2結構面

2.2.3地應力

2.2.4孔隙流體

2.2.5溫度

2.3巖石的礦物成分與地質成因

2.3.1巖石的礦物成分與結構構造

2.3.2巖石的地質成因

*2.3.3三大類巖石的野外鑒別

2.4結構面成因與分類

2.4.1結構面地質成因

2.4.2結構面力學成因

2.4.3結構面分級與巖體結構類型

2.5地應力及其分布規(guī)律

2.5.1地應力的基本構成

2.5.2影響地應力場的因素

2.5.3淺部地應力分布的一般規(guī)律

2.5.4地應力測量方法簡介

2.5.5初始應力場的估算原則

習題與思考題

3巖石物理力學性質

3.1巖石物理性質

3.1.1巖石密度與比重

3.1.2巖石的孔隙性

3.1.3巖石的水理性

*3.1.4巖石的熱學特性

3.2巖石強度特性

3.2.1巖石單軸抗壓強度

3.2.2巖石點荷載強度

3.2.3巖石三軸抗壓強度

3.2.4巖石抗拉強度

3.2.5巖石抗剪強度

3.3巖石變形特性

3.3.1巖石變形指標及其確定

3.3.2單軸壓縮條件下的變形特征

3.3.3循環(huán)荷載作用下的變形特征

3.3.4三軸壓縮條件下的變形特征

3.3.5巖石的擴容

3.4巖石的流變

3.5影響巖石力學性質的因素

3.5.1礦物成分的影響

3.5.2巖石結構構造的影響

3.5.3水的影響

3.5.4溫度的影響

3.5.5風化程度的影響

3.5.6圍壓與加載速率的影響

習題與思考題

4結構面與巖體力學性質

4.1結構面自然特征與參數采集

4.1.1結構面的自然特征

4.1.2結構面的參數采集

4.2結構面力學性質

4.2.1結構面法向變形

4.2.2結構面切向變形

4.2.3結構面抗剪強度

4.2.4結構面剪切特性影響因素

4.3巖體強度特性

4.3.1巖體強度經驗關系估算

4.3.2巖體強度理論分析

4.3.3巖體強度數值分析

4.3.4巖體強度原位測試

4.4巖體變形特性

4.4.1巖體變形曲線及特征

4.4.2巖體變形參數經驗估算

4.4.3巖體變形參數原位測試

4.5巖體水力學性質

4.5.1滲流對巖體物理力學性質的影響

4.5.2巖體滲透系數測試

習題與思考題

5工程巖體分級

5.1巖體地質力學分級（RMR）

5.2礦山巖體分級（MRMR）

5.3巴頓巖體質量分級（Q）

5.3.1Q分級系統(tǒng)

5.3.2Q值與地下工程支護措施

5.3.3Q系統(tǒng)在邊坡工程中的應用

5.4地質強度指標（GSI）

5.5邊坡工程巖體質量評價

5.5.1邊坡工程巖體分級（SMR）

5.5.2中國邊坡工程巖體分級（CSMR）

5.6工程巖體分級系統(tǒng)的關聯(lián)

5.7工程巖體分級方法的發(fā)展趨勢

習題與思考題

6巖石強度理論

6.1巖土介質與理想材料的差異

6.2巖石強度理論發(fā)展歷程

6.2.1經典巖石強度理論

6.2.2經驗巖石強度理論

6.3基本概念

6.3.1應力不變量

6.3.2應變不變量

6.3.3主應力空間與偏平面

6.3.4屈服與破壞

6.4屈瑞斯卡準則

6.5米賽斯準則

6.6莫爾-庫侖強度準則

6.6.1庫侖準則

6.6.2莫爾強度理論

6.7德魯克-普拉格準則

6.8松崗元-中井照夫準則

6.9格里菲斯理論

6.10統(tǒng)一強度理論

*6.11摩擦材料廣義非線性強度準則

6.12三維霍克-布朗強度準則

6.12.1雙參數偏平面函數

6.12.2修正三維霍克-布朗強度準則

習題與思考題

7巖石本構關系

7.1平衡方程和幾何方程

7.1.1平衡方程

7.1.2幾何方程

7.1.3邊界條件

7.2巖石彈性本構關系

7.2.1各向同性線彈性本構關系

7.2.2各向異性線彈性本構關系

7.2.3各向同性非線彈性本構關系

7.3巖石塑性本構關系

7.3.1屈服條件

7.3.2加卸載準則與硬化規(guī)律

7.3.3全量型本構關系

7.3.4增量型本構關系

7.3.5塑性勢及流動法則

*7.3.6結構面的彈塑性本構關系

7.4巖石流變本構關系

7.4.1基本元件的力學模型及本構方程

7.4.2組合元件的力學模型及本構方程

7.4.3流變力學模型識別

7.4.4巖石長期強度

習題與思考題

8巖石地下工程

8.1圍巖二次應力狀態(tài)分析

8.1.1圍巖二次應力狀態(tài)的彈性分布

8.1.2圍巖二次應力狀態(tài)的彈塑性分布

8.1.3地下工程圍巖穩(wěn)定性判別

8.2圍巖壓力計算

8.2.1圍巖壓力的分類

8.2.2塑性形變壓力

8.2.3松動壓力

*8.2.4豎井圍巖壓力計算

8.3地下結構設計方法

8.3.1結構力學方法

8.3.2收斂-約束法

8.4地下工程施工理念與方法

8.4.1新奧法

8.4.2新意法

8.4.3挪威法

8.5地下硐室主要支護與加固技術

8.5.1錨桿（錨索）

8.5.2噴射混凝土

8.5.3拱架

8.5.4現(xiàn)澆混凝土

8.5.5超前支護

習題與思考題

9深部巖石工程

9.1巖體開挖力學響應與影響要素

9.2深部巖體工程的賦存環(huán)境與力學特性

9.2.1深部“三高”環(huán)境

9.2.2深部巖體力學特性

9.3高地應力硬巖巖爆

9.3.1巖爆的定義及分類

9.3.2板裂破壞強度準則及劇烈程度判定

9.3.3巖爆傾向性分析與巖爆等級劃分

9.3.4巖爆現(xiàn)場監(jiān)測預警

9.3.5巖爆控制技術

9.4高地應力軟巖大變形

9.4.1軟巖的定義

9.4.2高地應力條件下軟巖大變形等級劃分

9.4.3高地應力條件下軟巖大變形控制方法

9.4.4大變形特殊支護結構及讓壓支護體系

9.5高地溫與巖體力學性質

9.5.1高溫對巖石物理力學性質的影響

9.5.2高地溫對巖體工程的影響及應對措施

習題與思考題

10巖石地基工程

10.1巖石地基與基礎結構形式

10.1.1巖石地基

10.1.2基礎結構形式

10.1.3巖基上的荷載

*10.2巖石地基中的應力分布

10.3巖石地基的沉降變形

10.3.1彈性半空間表面作用豎向集中力的位移解

10.3.2巖基上淺基礎的沉降

10.3.3嵌巖樁基礎的沉降

10.4巖石地基的承載力

10.4.1巖基承載的破壞形式

10.4.2巖基極限承載力計算

10.4.3巖基承載力的確定方法

10.4.4特殊條件下的巖基承載力

10.5巖石地基（壩基）的穩(wěn)定性

10.5.1巖基的穩(wěn)定性

10.5.2壩基的失穩(wěn)模式

10.5.3壩基的抗滑穩(wěn)定性計算

習題與思考題

11巖石邊坡工程

11.1邊坡與災害

11.1.1邊坡變形破壞的演化階段

11.1.2邊坡破壞特征與分類

11.1.3邊坡災害的后果

11.2邊坡穩(wěn)定性影響因素

11.2.1巖土體性質與地質結構

11.2.2水的影響

11.2.3振動的影響

11.3巖石邊坡工程的行業(yè)特征及設計要求

11.3.1巖石邊坡工程的行業(yè)特征

11.3.2巖石邊坡的設計要求

11.4邊坡穩(wěn)定性評價指標與設計標準

11.4.1邊坡穩(wěn)定性評價指標

11.4.2設計安全系數的選用

11.5邊坡穩(wěn)定性分析方法

11.5.1定性分析圖解法

11.5.2結構面控制型邊坡失穩(wěn)模式與分析

11.5.3二維極限平衡條分法

11.5.4三維極限平衡條分法

11.5.5穩(wěn)定性分析方法的選用原則

11.6邊坡防護與加固

11.6.1邊坡災害防控原則

11.6.2邊坡災害防控措施

11.7邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測

習題與思考題

12巖石動力學

12.1巖石動力學概述

12.2巖石動力學試驗方法

12.3巖石的動力強度

12.3.1巖石動態(tài)增強因子

12.3.2巖石動態(tài)強度準則

12.4巖體工程中的應力波理論

12.4.1應力波基礎知識

12.4.2連續(xù)介質內一維應力波傳播分析方法

12.4.3應力波作用下節(jié)理本構模型

12.4.4巖體內應力波傳播的等效連續(xù)介質方法

12.4.5巖體內應力波傳播的位移不連續(xù)方法

12.5巖石動力學在工程中的應用

12.5.1爆破破巖與爆破振動測試

12.5.2沖擊破巖

12.5.3聲波測試

習題與思考題

13巖石工程流固耦合

13.1流固耦合基本概念

13.2巖石的有效應力

13.2.1巖石有效應力基本模型

13.2.2巖石的雙重有效應力

13.3裂隙巖體滲流規(guī)律

13.3.1含單裂隙巖體滲流規(guī)律

13.3.2含一組裂隙巖體滲流規(guī)律

13.3.3含多組裂隙巖體滲流規(guī)律

13.4三維應力下裂隙滲流耦合機制

13.4.1裂隙巖體法向變形與滲流的耦合關系

13.4.2三維應力下含單裂隙巖體滲流規(guī)律

13.4.3三維應力下裂隙巖體滲流規(guī)律

13.5巖體流固耦合基本方程

13.5.1滲流連續(xù)性方程

13.5.2應力平衡方程

13.5.3巖體流固耦合方程

13.6高壓流體致裂技術應用

13.6.1非常規(guī)儲層改造中的水力壓裂

13.6.2采礦工程中的水力壓裂

13.6.3超臨界二氧化碳壓裂

習題與思考題

14巖石力學數值分析方法

14.1概述

14.2有限單元法

14.2.1有限單元法簡介

14.2.2有限元法求解問題的步驟與要點

14.2.3強度折減法與失穩(wěn)判據

14.2.4基于強度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析實例

14.3有限差分法

14.3.1有限差分法簡介

14.3.2有限差分法求解問題的基本步驟

14.3.3FLAC軟件簡介

14.3.4軟弱圍巖隧道大變形分析實例

14.4離散單元法

14.4.1離散單元法簡介

14.4.2顆粒流基本理論

14.4.3接觸本構模型與細觀參數選擇

14.4.4PFC軟件在巖石力學與工程領域的應用

14.5連續(xù)-非連續(xù)單元法

14.5.1連續(xù)-非連續(xù)單元法簡介

14.5.2巖體損傷破裂的力學模型

14.5.3單元接觸檢測方法

14.5.4基于CDEM的三維臺階爆破全過程分析實例

14.6無單元伽遼金法

14.7數值流形法

14.8數值分析方法展望

習題與思考題

主要參考文獻

后記

（注：目錄排版順序為從左列至右列）

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  • 課程資源

《巖石力學》的數字課程與紙質教材一體化設計，該數字課程內容包括：擴大知識面的參考知識點介紹、室內及現(xiàn)場巖石力學試驗指導書、試驗視頻、計算例題、巖體工程分級及地下工程相關的計算APP等。

《巖石力學》通過二維碼方式植入了巖石與巖體基礎試驗過程視頻、地應力測量方法示意動畫、試驗技術要求文件、巖石開挖應力計算及工程巖體分級配套軟件等多項媒體內容，教材中部分非核心的知識點也列入數字內容中。

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