2013年巖土工程師考試指導：鉆速方程反求法

　　現(xiàn)有的巖石可鉆性分級方法- 統(tǒng)計法

　　1鉆速方程反求法

　　實踐證明，采用通用鉆速方程反求巖石可鉆性的方法比室內巖心實驗求巖石可鉆性的方法更為科學和便利，可節(jié)省大量的人力、物力和財力。用鉆速方程反求法可以精確測量巖石的可鉆性，可應用于現(xiàn)場計算。通過測井資料對巖石可鉆性進行計算，將計算結果與微可鉆性試驗結果比較，兩者的相對誤差較小，小于5%，說明利用鉆速方程可以較為精確地測量巖石的可鉆性，是作為實時監(jiān)測巖石可鉆性的有效方法，另外通過對鉆井參數(shù)的數(shù)據(jù)收集，通過計算機的程序處理就可以實時顯現(xiàn)巖石的可鉆性級值。但是在求取可鉆性的時候需要大量的錄井數(shù)據(jù)(如鉆壓、轉速、鉆井液密度和機械鉆速等)和詳實的井史資料，它同測量儀器儀表和鉆井過程中的施工參數(shù)密切相關，所求取的可鉆性級值不能完全代表地下巖石的真實情況。

　　2分形幾何理論

　　分形幾何學是一種定量研究和描述自然界中極不規(guī)則且看似無序的復雜結構、現(xiàn)象或行為的新方法,它的主要內容是研究一些具有自相似性的不規(guī)則曲線和形狀(稱為線性分形);具有自反演性的不規(guī)則圖形;具有自平方性的分形變換以及具有自仿射的分形集等等。分形的基本特征是自相似性,而且自然界中的自相似性或標度不變性常常是統(tǒng)計意義上的。由于沒有特征尺度,分形體不能用一般測度(如長、寬、高等)進行度量,描述分形的特征參數(shù)叫做分形維數(shù),也因其可以是分數(shù)而稱其為分數(shù)維,簡稱分維。在實際應用中,這種自相似可以是數(shù)學上的嚴格自相似,但更多的是考慮研究對象的自相似性。更一般地,我經(jīng)常把幾何上并不明顯的自相似性轉變成統(tǒng)計意義上的自相似性,也就是慮研究對象的某些指標的局部概率分布與整體概率分布之間的相似關系。分形幾何理論在上世紀70年代建立后,迅速在物理學、地理學、冶金學、材料科學和計算機圖形學等領域得到應用。80年代,分形幾何學在巖石力學方面得到了廣泛應用,例如,在結構性巖體爆破破碎分形、礦山巖體斷裂構造分形、巖石分形強度理論、巖石斷裂、巖石損傷分形等研究方面,近幾年國內外都取得了大量研究成果。盡管目前還沒有人用分形理論研究鉆井過程中的巖石破碎問題,但毫無疑問鉆頭破碎巖石的過程是自相似過程,可以用分形理論來描述鉆井上返巖屑的分形規(guī)律,進而由此確定巖石破碎的難易程度。

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