2013巖土工程師考試：基礎(chǔ)知識(shí)考點(diǎn)3

　　現(xiàn)有的巖石可鉆性分級(jí)方法- 統(tǒng)計(jì)法

　　1鉆速方程反求法

　　實(shí)踐證明，采用通用鉆速方程反求巖石可鉆性的方法比室內(nèi)巖心實(shí)驗(yàn)求巖石可鉆性的方法更為科學(xué)和便利，可節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力。用鉆速方程反求法可以精確測(cè)量巖石的可鉆性，可應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算。通過測(cè)井資料對(duì)巖石可鉆性進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與微可鉆性試驗(yàn)結(jié)果比較，兩者的相對(duì)誤差較小，小于5%，說明利用鉆速方程可以較為精確地測(cè)量巖石的可鉆性，是作為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巖石可鉆性的有效方法，另外通過對(duì)鉆井參數(shù)的數(shù)據(jù)收集，通過計(jì)算機(jī)的程序處理就可以實(shí)時(shí)顯現(xiàn)巖石的可鉆性級(jí)值。但是在求取可鉆性的時(shí)候需要大量的錄井?dāng)?shù)據(jù)(如鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液密度和機(jī)械鉆速等)和詳實(shí)的井史資料，它同測(cè)量?jī)x器儀表和鉆井過程中的施工參數(shù)密切相關(guān)，所求取的可鉆性級(jí)值不能完全代表地下巖石的真實(shí)情況。

　　2分形幾何理論

　　分形幾何學(xué)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(fù)雜結(jié)構(gòu)、現(xiàn)象或行為的新方法,它的主要內(nèi)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(biāo)度不變性常常是統(tǒng)計(jì)意義上的。由于沒有特征尺度,分形體不能用一般測(cè)度(如長(zhǎng)、寬、高等)進(jìn)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?jǐn)?shù)而稱其為分?jǐn)?shù)維,簡(jiǎn)稱分維。在實(shí)際應(yīng)用中,這種自相似可以是數(shù)學(xué)上的嚴(yán)格自相似,但更多的是考慮研究對(duì)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(zhuǎn)變成統(tǒng)計(jì)意義上的自相似性,也就是慮研究對(duì)象的某些指標(biāo)的局部概率分布與整體概率分布之間的相似關(guān)系。分形幾何理論在上世紀(jì)70年代建立后,迅速在物理學(xué)、地理學(xué)、冶金學(xué)、材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。80年代,分形幾何學(xué)在巖石力學(xué)方面得到了廣泛應(yīng)用,例如,在結(jié)構(gòu)性巖體爆破破碎分形、礦山巖體斷裂構(gòu)造分形、巖石分形強(qiáng)度理論、巖石斷裂、巖石損傷分形等研究方面,近幾年國(guó)內(nèi)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(jìn)而由此確定巖石破碎的難易程度。

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