有效应力

中文名称:有效应力

外文名称:effective stress

正文内容:进行岩石三轴试验时，围压的作用在于，一方面增大岩石的强度，另一方面也增大着岩石的塑性，这是指对于岩样，或加压的液体对于所试验的岩石是不可渗透而言的。如果岩石内部有孔隙压力，或者加压的液体渗透入岩石而在岩石的孔隙中形成压力，则将减弱甚至完全消除围压的上述作用。设围压为Pc，孔隙压力为Pp，这时岩石的强度将减小到相当于围压等于(Pc-Pp)时岩石的强度。这个(Pc-Pp)称为有效应力。换句话说，当岩石的孔隙压力增大时，围压的作用将降低，它不但减弱了岩石的强度而且还降低了岩石的塑性，甚至使本来呈塑性状态的岩石转变为脆性的破坏。这就不难说明为什么一些受压页岩在钻井后倾向于从井壁上产生脆性的破坏塌落，而在钻井破岩过程中地层中的孔隙压力 (例如钻遇多孔岩石或采用低固相钻井液时) 却有助于提高钻井速度。但是如果岩石内的孔隙连通不良，则有效应力将等于(Pc-ηPp)。而0<η<1，它表示孔隙压力对有效应力贡献的大小。对于砂岩层η接近于1，而对于泥页岩，η值很小，所以在相同井底压差条件下，钻泥页岩的速度要比钻砂岩时慢得多。