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第一章 绪论1

第一节 岩石力学与一般工程力学的区别1

第二节 岩石力学的主要应用1

第三节 石油工业中岩石力学的重要性和独特性2

第二章 岩石的分类及性质4

第一节 岩石的分类4

一、地质学分类4

二、完整岩石的工程分类5

三、岩体的工程分类7

第二节 岩石的物理性质9

一、岩石的基本物理性质指标9

二、岩石的水理性11

三、岩石的热理性12

第三节 岩石的非均质性和各向异性13

一、非均质性13

二、各向异性14

第三章 岩石强度及破坏准则15

第一节 岩石的弹性模量和泊松比15

第二节 岩石的抗压抗张强度以及抗剪切强度的实验室测试方法及测试手段19

一、抗压强度19

二、抗拉强度20

三、抗剪强度22

第三节 岩石机械强度参数的矿场获取25

一、采用钻速方程预测岩石的抗压强度25

二、利用测井资料预测岩石的抗压强度、抗剪强度26

第四节 岩石强度破坏准则27

一、最大正应力强度理论27

二、最大正应变强度理论27

三、最大剪应力强度理论28

四、莫尔（Mohr）强度理论及Mohr-Coulomb强度破坏准则28

五、八面体应力强度理论31

六、Drucker-Prager准则33

七、Griffith强度理论34

八、修正的格里菲斯强度理论36

九、Hoek-Brown岩石破坏经验准则37

十、Lund Borg岩石破坏经验准则37

第五节 岩石结构面对岩石强度的影响38

一、岩石结构面38

二、岩石结构面受力分析39

三、岩石弱胶结结构面对岩石强度的影响41

第六节 影响岩石力学性质的因素42

一、岩石的矿物组成42

二、岩石的结构特征42

三、岩石构造43

四、温度的作用43

五、水的作用43

六、风化作用43

第四章 应力一应变及地应力测试技术45

第一节 应力及应力状态分析45

一、基本概念45

二、应力张量的分解47

三、应力平衡微分方程48

第二节 应变及应变状态分析50

一、应变50

二、应变与位移的关系50

第三节 岩石的应力—应变关系51

一、岩石的变形类型51

二、岩石的应力—应变关系曲线52

三、力学本构关系53

第四节 原地应力测试技术56

一、室内岩心测试技术56

二、现场获取技术62

第五节 地层孔隙压力预测67

一、地层孔隙压力预测方法评述67

二、利用测井资料预测地层孔隙压力71

三、用于评价地层孔隙压力的测井资料选取73

第五章 粘土矿物水化对岩石强度和地应力的影响74

第一节 粘土矿物74

一、粘土矿物的概念74

二、粘土矿物类型及结构特征75

三、粘土矿物的性质75

第二节 粘土矿物与水的相互作用78

一、粘土矿物中的水78

二、粘土矿物的水化机理79

三、影响粘土水化的因素79

第三节 粘土矿物水化对岩石强度和应力分布的影响80

一、水化膨胀应力和应变80

二、粘土矿物水化对岩石强度的影响81

第六章 流固耦合84

第一节 流固耦合及其研究进展84

一、流固耦合84

二、流固耦合的研究进展84

第二节 岩石的有效应力86

一、岩石变形机制86

二、岩石有效应力87

第三节 岩石变形对渗流的影响90

一、流体的存储效应90

二、应力系数91

三、边界条件对孔弹性应力变化的影响92

第四节 流固耦合方程92

一、单相流流固耦合方程92

二、油水二相渗流的流固耦合方程93

三、储层油、气、水三相渗流的流固耦合方程94

第七章 基于岩石力学开展裂缝静动态特征研究96

第一节 裂缝发育影响因素与裂缝分类96

一、影响裂缝发育的因素96

二、裂缝分类与等级划分97

第二节 裂缝的预测和特征研究98

一、裂缝描述参数98

二、基于岩石力学进行裂缝的识别与描述99

第三节 裂缝应力敏感性研究103

一、裂缝渗透率与静应力的关系104

二、利用有限元方法数值计算分析裂缝开启状况的动态变化规律104

三、裂缝闭合临界流体压力解析计算模型推导108

第八章 岩石力学在钻井工程中的应用110

第一节 岩石的研磨性和可钻性110

一、岩石的研磨性110

二、岩石可钻性113

第二节 井壁稳定和合理钻井液密度118

一、井壁围岩应力118

二、井壁有效应力120

三、井壁稳定性分析121

四、钻井液滤失对井壁稳定性的影响123

五、温度扰动对井壁稳定性的影响125

六、岩石软弱面对井壁稳定性的影响129

第三节 粘土矿物水化对泥页岩地层井壁稳定性的影响132

一、力学和物理化学耦合定量研究水敏性泥页岩地层井壁稳定性132

二、水敏性地层坍塌应力和破裂压力的变化规律134

第四节 井眼轨迹及井身结构设计140

一、地应力分布对井眼轨迹设计的影响140

二、地质力学性质对井身结构设计的影响143

第九章 岩石力学在完井工程中的应用148

第一节 在套管柱强度优化设计中的应用148

一、套管柱强度优化设计的影响因素148

二、套管强度及套管受力分析148

第二节 在射孔优化设计中的应用150

一、地层强度对射孔深度的影响150

二、地应力对射孔方位的影响150

三、负压射孔设计151

第三节 在出砂及防砂中的应用152

一、油气井出砂机理152

二、油气井出砂趋势判别153

三、地应力和油藏压力状态对弱胶结砂岩油藏出砂的影响155

四、生产压差对射孔孔壁最大周向应力和地层出砂的影响162

五、变温对地层结构稳定性和出砂的影响164

六、井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井地层出砂的影响167

七、防砂方法168

第四节 在套损机理研究中的应用169

一、套管物理损坏机理170

二、套管损坏的工程技术因素170

第十章 岩石力学在油气田开发工程中的应用172

第一节 压裂设计中的岩石力学172

一、水力裂缝产状与地应力的关系172

二、岩石破裂压力173

三、压裂施工排量与地应力178

四、支撑剂的选择与地应力178

五、水力裂缝的几何尺寸的模拟与地应力179

六、裂缝的扩展延伸180

第二节 岩石压缩系数180

一、定义180

二、固体骨架压缩系数181

三、岩石压缩系数181

四、岩石应变状态183

第三节 开发井网部署与地应力分布186

一、开发井网部署原则186

二、地应力分布对开发井网部署的影响186

参考文献188