文档介绍：岩石物理参数计算及应力研究
岩石物理参数计算
地层岩石是地应力载体，岩石物理性质对地应力传输、衰减、集中、分散全部会产生很大影响，岩石物理参数和岩体赋存地应力亲密相关，岩石物理参数计算是地应力研究肯定步骤。
经过纵、横波时差和密度等测井资料，能够计算地层条件下岩石动态弹性模量，在此基础上，能够进行地应力分析、井眼稳定性分析、地层出砂分析、和人工压裂设计等方面研究。
岩石物理参数包含岩石弹性参数和岩石机械强度参数。岩石弹性参数关键有泊松比、杨氏模量、剪切模量、体积模量、体压缩系数和、有效应力系数系数（比奥特系数）；岩石机械强度关键有单轴抗压强度、岩石抗剪强度和岩石抗张强度，和内摩擦角等。
1、岩石弹性参数
对于各向同性均匀介质岩石来说，利用牛顿第二定律和三维虎克定律，经数学推导，可导出计算声波速度在岩石介质中波动方程：
(3-1-1)
(3-1-2)
依据上述波动方程，能够得出多种弹性参数和声波时差关系式。
①泊松比
定义为横向应变和纵向应变之比。

(3-1-3)
②切变模量
定义为施加应力和切应变之比。
(3-1-4)
③杨氏模量
定义为施加轴向应力和法向应变之比。
(3-1-5)
④体积模量
定义为静水压力和体积应变之比。
(3-1-6)
⑤体积压缩系数
定义为体积模量倒数。即：
(3-1-7)
⑥有效应力系数(Boit)
表示孔隙压力对岩石变形影响，即：
=Kb/Kma
(3-1-8)
式中：为岩石体积密度，；、为纵、横波时差，。公式中a为单位转换系数。具体选择方法以下：假如密度单位为，时差单位为，弹性参数单位为psi，则；假如密度单位为，时差单位为，弹性参数单位为，则；假如密度单位为，时差单位为
，弹性参数单位为，则。
所以，利用阵列声波测井提供纵、横波时差和常规测井提供密度资料就能够进行岩石弹性参数计算。
不过因为费用等原因,并不是每口井全部开展声波全波列或阵列声波测井,所以不能直接获取横波时差资料，在研究中则能够经过结构内一些井已经有横波时差曲线资料来建立横波时差曲线计算式。研究表明，横波时差和纵波时差、地层密度和纵波波阻抗之间有很好相关性。经过对安棚地域4口井纵横波时差曲线进行分析后，建立了纵横波时差经验关系式：
(3-1-9)
图3-1是由上式纵横波时差关系式得出横波时差和实测横波时差关系图，从图中能够看出，大部分点分布在斜率约为450直线上，计算横波时差和实测横波时差近似相等。
图3-1-1 合成横波时差和实测横波时差关系图
当研究区内没有一口井含有横波时差资料时，则可用下面公式来合成横波时差曲线：
(3-1-10)
式中：、为岩石骨架横波时差和纵波时差，；、为流体横波时差和纵波时差，。
2、岩石动、静态弹性参数之间转换方法
岩石弹性参数常见测定方法有动态法和静态法两种。静态法是经过对岩样进行静态加载测其变形得到，所得弹性参数称之为静态参数；动态法则是经过测定超声波在岩样中传输速度转换得到，所得弹性参数称之为动态参数。所以，用测井资料计算得到弹性参数是动态参数。
依据地下岩层应力形成、赋存和起作用机理，尤其是在应力幅值、加载速度和所引发岩石变形等方面，更靠近岩石静态测试条件，另外，现有力学本构关系通常是基于静态参数建立，所以，在地应力计算和实际工程中应采取岩石静态弹性参数。大量研究资料表明岩石动态、静态弹性参数含有很好相关性，且大部分情况下岩样静态参数弹性模量小于其动态值。岩石动、静态弹性参数间存在较大差异，其原因关键是岩石中微裂缝和孔隙存在。岩石这种孔隙弹性材料有别于各向同性、均质线弹性体。微裂缝存在对岩石静态变形影响较大，而超声波能够绕过部分微裂缝传输。
在实际应用时，可经过岩石力学动、静态同时测试建立动、静态参数间关系，从而把测井得到动态参数转换为静态参数。
因为研究区及其邻近区块没有条件做岩石力学试验，此次研究引用了辽河油田和大庆油田试验结果：
(3-1-11)
(3-1-12)
式中：、为静态杨氏模量和静态泊松比；、为动态杨氏模量和动态泊松比，即测井资料计算结果。
式(3-11)和式(3-12)。
3、岩石机械强度参数
现在，岩石机械强度参数还没有理论计算式，通常经过岩石力学测试来确定。为了克服岩石力学试验存在测试费用昂贵和数据量少等缺点，研究人员经过岩石力学试验建立了岩石强度参数经验计算式：
⑴单轴抗压强度
Deer和Miller（1996）依据大量室内试验结果建立了砂泥岩单轴抗压强度和岩石动态杨氏模量和地层泥质含量之间关系：
①砂泥岩地层
(3-1-13)
②碳酸盐岩地层