典型的蠕变曲线(见蠕变)可分为4个部分:

to-a为开始加载后所引起的瞬时弹性变形

a-b为蠕变的第Ⅰ阶段,这一阶段的变形速度时间而减小。

b-c为蠕变的第Ⅱ阶段,也称蠕变稳定阶段,这一阶段内的蠕变速度近于常数。

c-d为蠕变的第Ⅲ阶段,也称蠕变加速阶段,这一阶段内的蠕变速度随时间而增加试件实际受力面积减小而真实应力加大,因此在塑性变形速率加快,最后导致试件断裂。

不同材料的蠕变曲线不同,而同一种材料的蠕变曲线也随应力和温度的改变而不同。

塑性力学--蠕变

 

1、Heard 模式

一般认为,在高应力和低温度(小于 250℃)条件下,盐岩的蠕变是晶格位错滑移占优势,从而盐岩的蠕变可用如下指数方程表示[1]:

塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变  ----  稳态蠕变速率,塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变 ----  盐岩的**能;

塑性力学--蠕变 ----  摩尔气体常熟,塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变 ----  塑性力学--蠕变热力学温度,塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变  ----  差应力  ,塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变  ----  流变常数;

流变常数A,B和**能Q可根据不同压力、温度得到蠕变实验结果,借助非线性回归求得

2、Weertman 模式

在该本构关系中,主要考虑差应力对蠕变率的影响,围压对蠕变率的影响暂未考虑。

通过修正该蠕变本构关系,考虑到表征围压影响的系数,可以获得如下的所示的关系式[2]:

塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变  ----  稳态蠕变速率,塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变  ----  考虑围压作用的函数

塑性力学--蠕变  ----  考虑温度影响的函数 

通过分析,陈峰等采用下式考虑围压的影响:

塑性力学--蠕变

综上所述,考虑温度和围压情况下盐岩稳态蠕变本构关系式为 :
塑性力学--蠕变

综上所述,盐岩的结构组分温度蠕变特性密切相关,温度和偏应力的增高都使盐岩的蠕变率增大;在既定温度的条件下,复合盐层的稳态蠕变率与偏应力呈幂函数的关系;相同加载应力水平下,复合盐岩的稳态蠕变率与温度服从指数关系;不同作用应力、温度环境下的盐岩的蠕变规律取决于不同的形变机制。综合考虑以上因素,便得复合盐岩的稳态蠕变率本构方程是偏应力的幂函数与温度的指数函数关系,其本构方程为:

塑性力学--蠕变

塑性力学--蠕变  ----  **自由能;

塑性力学--蠕变  ---- 普氏气体常数,为:塑性力学--蠕变

 

参考:

[1]2017 周健 塔里木油田 KS 9 区块含盐地层钻井关键技术研究  

[2]2001 孙哲 塔里木复合盐岩层蠕变规律研究

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Creep_(deformation)

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