第一部分 固体力学基础 3
第1章 应力／应变的定义及分量 3
1.1 基本概念 3
1.2 应力的定义 4
1.3 应力的分量 5
1.4 应变的定义 6
1.5 应变的分量 7
例题 8
习题 9
第2章 应力与应变的坐标变换 11
2.1 引言 11
2.2 坐标变换原理 11
2.3 二维应力坐标变换 12
2.4 空间中的应力变换 14
2.5 应力分量的张量形式 17
2.6 空间中的应变变换 18
例题 18
习题 19
第3章 主应力／主应变与偏应力／偏应变 21
3.1 引言 21
3.2 主应力 21
3.3 平均应力与偏应力 22
3.4 主应力的一般解释 23
3.5 二维应力分析 24
3.6 应变问题 27
例题 27
习题 29
第4章 弹性理论 31
4.1 引言 31
4.2 材料行为 31
4.3 胡克定律 32
4.4 胡克定律的剪切形式 33
4.5 结构分析 33
4.6 非弹性理论 34
4.7 岩石的本构关系 34
例题 36
习题 37
第5章 失效准则 39
5.1 引言 39
5.2 岩石材料失效准则 39
5.3 米赛斯失效准则 40
5.4 摩尔-库伦失效准则 40
5.5 格里菲斯失效准则 42
5.6 霍克-布朗失效准则 42
5.7 德鲁克-普拉格失效准则 43
5.8 茂木-库伦失效准则 43
例题 44
习题 45
第二部分 钻井岩石力学 49
第6章 钻井岩石力学介绍 49
6.1 引言 49
6.2 岩石的定义和分类 50
6.3 钻井岩石力学 51
6.4 为何研究岩石中的应力 55
6.5 计量单位 57
例题 58
习题 58
第7章 多孔岩石和有效应力 59
7.1 引言 59
7.2 各向异性和非均质性 59
7.3 各向异性岩石、横向各向同性 61
7.4 多孔岩石 74
7.5 地层孔隙压力 75
7.6 有效应力 75
7.7 地层孔隙度和渗透率 77
例题 80
习题 80
第8章 原地应力 82
8.1 引言 82
8.2 定义 82
8.3 原地应力的主应力 83
8.4 原地应力的测量和评价 83
8.5 应力数据概率分析 87
8.6 原地应力的边界 87
8.7 由裂缝迹线得到的应力方向 91
例题 93
习题 97
第9章 岩石强度和岩石失效 100
9.1 引言 100
9.2 岩石材料的强度 100
9.3 经验公式 100
9.4 地层破裂压力梯度 102
9.5 岩样的实验室测试 106
9.6 岩石抗拉强度 108
9.7 岩石抗剪强度 109
例题 111
习题 112
第10章 井周应力 114
10.1 引言 114
10.2 井周应力状态 114
10.3 井眼周围岩层的性质 115
10.4 基本应力分析方程 116
10.5 井周应力分析 119
10.6 外部载荷大小相等的解 122
10.7 外部载荷大小不相等的解 123
例题 127
习题 128
第11章 井壁失稳分析 131
11.1 引言 131
11.2 分析过程 131
11.3 井壁破裂应力 134
11.4 井壁坍塌压力 136
11.5 多分支井稳定性分析 138
11.6 相邻井眼失稳分析 143
11.7 欠平衡钻井失稳分析 147
11.8 浅层破裂 149
11.9 一般破裂模型 152
11.10 对于高温、高压储层的压实分析 156
11.11 井喷井和救援井之间的井眼贯穿问题 161
11.12 考虑加载历史和温度的破裂模型 167
11.13 流体诱导应力效应 170
11.14 油井出砂模型 174
例题 183
习题 191
第12章 运用反演法进行井壁失稳分析 193
12.1 引言 193
12.2 定义 193
12.3 反演法 193
12.4 地质方面 195
12.5 分析约束条件 196
12.6 用破裂数据和测井图进行反演法 197
例题 199
习题 207
第13章 使用定量风险评估法进行井壁失稳分析 208
13.1 引言 208
13.2 确定性评价与概率分析 208
13.3 为什么进行概率评估 209
13.4 定量风险评估 209
13.5 欠平衡钻井的定量风险评估 214
例题 216
习题 221
第14章 钻井液漏失对井壁稳定性的影响 224
14.1 引言 224
14.2 钻井作业期间的钻井液漏失 224
14.3 漏失实验解释 231
14.4 井壁稳定性分析未来的发展方向 237
例题 238
习题 238
参考文献 241
附录1 岩石力学性质 247
附录2 泊松比效应 250
附录3 应力桥模型 253
附录4 术语词汇 256
附录5 常用符号及其含义 264