影响岩石变化的因素有哪些

1、气候和日照强度:山体的向阳坡日照强,矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用,矿物与水反应分解为新矿物的水解作用,岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用;
2、生物风化作用:包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用;
3、人为破坏也是岩石风化的重要原因,岩石风化程度可分为全风化:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,沉积岩只占到地壳体积的百分之八;
4、气候因素:通过气温,降雨量以及生物的繁殖状况而表现的,地势的高度影响到气候 。
岩石在自然界中受到的影响因素有什么岩石在自然界中受到的影响因素有:气温变化、水流冲刷、风吹日晒 。岩石是由一种或几种矿物和天然玻璃组成的,具有稳定外形的固态集合体 。由一种矿物组成的岩石称作单矿岩,如大理岩由方解石组成,石英岩由石英组成等;由数种矿物组成的岩石称作复矿岩,如花岗岩由石英、长石和云母等矿物组成,辉长岩由基性斜长石和辉石组成等等 。
玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的 。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物 。
岩石变形的影响因素不同矿物组成、结构、构造的岩石表现出不同的力学性质 。通常所说的岩石力学性质是常温、常压、短期静载条件下的 。实际上,同一岩石在不同环境下表现出不同的力学性质 。岩性、含水量、温度、孔隙压力、时间(应变速率)等对岩石力学性质都有影响[100,101] 。
(一)岩性
岩性是影响岩石形变特征的基本因素 。岩石因成分和结构等的不同,而具有不同的强度 。石英砂岩、石英岩、花岗岩、玄武岩、片麻岩等硬度大,弹性变形的屈服强度大,往往表现出脆性变形;石灰岩、片岩、各种盐岩类岩石则往往表现出塑性变形 。同一岩性的岩石常由于层理或次生面理的发育,而造成岩石力学性质的各向异性 。
(二)含水量
孔隙裂隙水可以削弱矿物晶体的化学键强,减少裂隙内的摩擦力,含水量大的岩石趋向于塑性变形 。
油气储层中,通常包含油、气、水等流体中的一种或多种 。不同的流体类型和特征,具有不同的体积弹性模量,并且孔隙流体压力的变化规律也不同 。因此,孔隙流体对多孔介质变形也具有很大影响 。例如,含水饱和度(即岩石力学中的湿度),湿度越大,岩石的弹性模量越小,产生相同的变形所需要的有效应力也越低(图4-1-2) 。
图4-1-2 湿度对变形的影响
油气储层中水的存在会加剧岩样的应力敏感程度,含水饱和度越高应力敏感性越强 。酸蚀作用和温度强化岩样的应力敏感性 。含水岩样或酸蚀岩样在高温及高有效应力长期作用下,应力敏感损害将更加严重 。油气钻采作业、酸压措施的实施会使近井地带岩石含水饱和度增加、裂缝面被酸性流体酸蚀,高温及高有效应力长时间作用下,力学-化学耦合,流-固耦合等作用将使应力敏感损害更加显著 。
(三)围压
岩石处于地下深处变形时,承受着周围岩体对它施加的围压 。增大围压一方面增大岩石极限强度;另一方面增大岩石韧性,岩石难以破裂,倾向于塑性变形 。
图4-1-3所示实验结果表明:在低围压下,岩石表现为脆性,在弹性变形或发生少量塑性变形后立即破坏(图4-1-4A,B);围压超过20MPa时,在宏观破裂之前所达到的应变增加得非常明显,岩石表现为韧性(图4-1-4D);随着围压的增高,岩石的屈服极限和强度也大大提高,不同岩石随围压增高韧性增大的程度不同 。(四)温度
图4-1-3 大理岩在不同围压下的应力-应变曲线
图4-1-4 不同围压大理岩的破裂(流动类型)
图4-1-5 玄武岩在500MPa围压的应力应变曲线
温度升高,弹性极限降低,岩石很快进入塑性阶段(见图4-1-1c,图4-1-5),表现为塑性变形 。多数岩石在地表表现为脆性;趋向地下,随着温度和围压的增加,到一定深度就会从脆性向韧性过渡 。因此,岩石力学实验中常把围压和温度一起考虑 。实验表明,岩石在一定围压下,随着温度的升高,无论是拉伸或压缩,其屈服应力与强度均要降低,加速了由脆性向延性转化 。其影响程度随着岩石类型及受力状态的不同而各异 。文东油藏温度一般120~150℃与图4-1-5相比温度变化不大,可以不考虑地层温度与地面温度的差别 。影响岩石变形的主要因素是围岩压力 。