一、溫度對花崗巖縱波波速的影響
在加熱過程，花崗巖試樣會發生一系列的物理化學變化。其中，物理變化主要包括巖石的縱波波速變化以及隨著溫度的變化，巖石內的各種礦物發生膨脹，并且由于各種礦物的熱膨脹系數不等和熱膨脹的各向異性，從而使得礦物之間產生了相應的熱應力。在熱應力的作用下，巖石內部將產生新的微裂紋，同時原有微裂紋將發生擴展，進而影響井壁的穩定性。
而其化學變化主要是指巖石內部的晶體將會發生一定的相變，礦物成分發生轉變等。通常認為當溫度較低時，巖石僅發生物理變化，只有當溫度較高時，才會發生物理和化學變化。本文主要是針對加溫前后花崗巖縱波波速變化問題進行研究，并對其變化規律進行相關的歸納與總結。通過對加溫前后花崗巖巖樣縱波波速的測定，得到巖樣縱波波速隨溫度的變化曲線，見圖2。從圖2可知，隨著加熱溫度的升高，巖樣的縱波波速呈降低趨勢，并且隨加熱溫度值的增加，其縱波波速的降低幅度逐漸增大。
同時從圖2中還可以看出，加溫前巖樣的平均縱波波速值為4587．2 m／s，而加溫至400℃冷卻后的平均縱波波速值降為1634.0 m／s，花崗巖的平均縱波波速降低了2953．2m／s，與初始縱波波速相比降低了約65％。其中影響縱波波速變化的主要原因包括：(1)在溫度的作用下，巖石內部的自由水分蒸發，使得巖石的孔隙體積增大，從而加熱后巖樣的縱波波速降低；(2)由于巖石內部各種礦物的熱膨脹系數不同和熱膨脹的各向異性，溫度的升高使得巖石內部的礦物之間產生了相應的熱應力，在熱應力的作用下，巖石內部逐步產生新的微裂紋及舊微裂紋發生擴展。
二、溫度對花崗巖三軸試驗力學參數的影響
圖3為經歷不同高溫作用后，不同圍壓條件下的花崗巖壓縮應力一應變曲線圖。從圖3可知，當圍壓一定的情況下，加熱至不同溫度冷卻后的花崗巖常規三軸壓縮應力一應變曲線大致經歷了壓密階段、彈性階段、屈服階段和破壞階段等4個階段。在壓密階段時，曲線呈上凹型，隨著溫度的升高，應變增大較快，其主要是由于在荷載作用下，巖石內部的微裂紋逐漸閉合。當進入彈性階段后，曲線基本呈直線狀態，應力一應變呈正比例關系。而在荷載逐步增加的情況下，曲線進入屈服階段，由于巖石為非均質體，其內部強度較低的材料將發生屈服破壞，同時巖石內部將會產生新的裂紋，使得應力一應變曲線發生偏移，同時巖樣表現出初步的損傷。當荷載繼續增加，巖樣則進入破壞階段。此時巖石試樣已經達到了其承載的極限狀態，內部裂紋由于相互之問的連接、貫通，最終發展為宏觀裂紋，進而使得巖樣整體失去了承載能力。
為了進一步顯示出溫度對花崗巖三軸試驗力學強度的影響，本文繪制出固定圍壓條件下的溫度與三軸抗壓強度、軸向峰值應變及彈性模量等參數的關系圖。圖4～6分別為圍壓為定值時，花崗巖在加溫冷卻后的三軸抗壓強度、軸向峰值應變及彈性模量與溫度之問的關系。由圖4～6可以得出，當圍壓為定值時，花崗巖試樣的三軸抗壓強度、軸向峰值應變及彈性模量結果具有較大的離散性，但是從整體上仍呈現一定的規律性。在常規三軸壓縮試驗中，經歷不同加熱溫度后，花崗巖試樣的三軸抗壓強度、峰值應變、彈性模量在溫度<200℃時，其值隨溫度的升高呈二次非線性增加，而當溫度>200℃后，其值隨著溫度的升高呈二次非線性減小。這主要是由于圍壓一定的條件下，當溫度<200℃時，隨著溫度的升高，巖石內部的細小裂紋閉合，使得巖石的抗壓強度、彈性模量等參數相對增大，而當溫度>200℃時，由于巖石內部的自由水分不斷蒸發，試樣內部的顆粒也不斷膨脹，同時由于巖石內部成分的熱膨脹系數不同等因素的影響，從而使得試樣內部的新裂紋不斷增多，舊裂紋不斷擴展，進而影響巖石的力學性能發生改變。因此，200℃則為花崗巖三軸強度的溫度閾值。通過擬合圍壓為10 M Pa時的相關實驗數據分別得出三軸抗壓強度、軸向峰值應變、彈性模量等3個力學參數與溫度的相互關系。
三、三軸壓縮試驗的宏觀破壞形式
在對于模擬實際鉆井過程中，鉆井液循環流動所帶來的井壁圍巖溫度的改變仍具有一定的局限性。今后可以采用數值模擬等手段進行相關的模擬，從而使得井壁穩定性問題得到更好的解決。http://m.hnqxt.com
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