一、温度对花岗岩纵波波速的影响
在加热过程，花岗岩试样会发生一系列的物理化学变化。其中，物理变化主要包括岩石的纵波波速变化以及随着温度的变化，岩石内的各种矿物发生膨胀，并且由于各种矿物的热膨胀系数不等和热膨胀的各向异性，从而使得矿物之间产生了相应的热应力。在热应力的作用下，岩石内部将产生新的微裂纹，同时原有微裂纹将发生扩展，进而影响井壁的稳定性。
而其化学变化主要是指岩石内部的晶体将会发生一定的相变，矿物成分发生转变等。通常认为当温度较低时，岩石仅发生物理变化，只有当温度较高时，才会发生物理和化学变化。本文主要是针对加温前后花岗岩纵波波速变化问题进行研究，并对其变化规律进行相关的归纳与总结。通过对加温前后花岗岩岩样纵波波速的测定，得到岩样纵波波速随温度的变化曲线，见图2。从图2可知，随着加热温度的升高，岩样的纵波波速呈降低趋势，并且随加热温度值的增加，其纵波波速的降低幅度逐渐增大。
同时从图2中还可以看出，加温前岩样的平均纵波波速值为4587．2 m／s，而加温至400℃冷却后的平均纵波波速值降为1634.0 m／s，花岗岩的平均纵波波速降低了2953．2m／s，与初始纵波波速相比降低了约65％。其中影响纵波波速变化的主要原因包括：(1)在温度的作用下，岩石内部的自由水分蒸发，使得岩石的孔隙体积增大，从而加热后岩样的纵波波速降低；(2)由于岩石内部各种矿物的热膨胀系数不同和热膨胀的各向异性，温度的升高使得岩石内部的矿物之间产生了相应的热应力，在热应力的作用下，岩石内部逐步产生新的微裂纹及旧微裂纹发生扩展。
二、温度对花岗岩三轴试验力学参数的影响
图3为经历不同高温作用后，不同围压条件下的花岗岩压缩应力一应变曲线图。从图3可知，当围压一定的情况下，加热至不同温度冷却后的花岗岩常规三轴压缩应力一应变曲线大致经历了压密阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段等4个阶段。在压密阶段时，曲线呈上凹型，随着温度的升高，应变增大较快，其主要是由于在荷载作用下，岩石内部的微裂纹逐渐闭合。当进入弹性阶段后，曲线基本呈直线状态，应力一应变呈正比例关系。而在荷载逐步增加的情况下，曲线进入屈服阶段，由于岩石为非均质体，其内部强度较低的材料将发生屈服破坏，同时岩石内部将会产生新的裂纹，使得应力一应变曲线发生偏移，同时岩样表现出初步的损伤。当荷载继续增加，岩样则进入破坏阶段。此时岩石试样已经达到了其承载的极限状态，内部裂纹由于相互之问的连接、贯通，最终发展为宏观裂纹，进而使得岩样整体失去了承载能力。
为了进一步显示出温度对花岗岩三轴试验力学强度的影响，本文绘制出固定围压条件下的温度与三轴抗压强度、轴向峰值应变及弹性模量等参数的关系图。图4～6分别为围压为定值时，花岗岩在加温冷却后的三轴抗压强度、轴向峰值应变及弹性模量与温度之问的关系。由图4～6可以得出，当围压为定值时，花岗岩试样的三轴抗压强度、轴向峰值应变及弹性模量结果具有较大的离散性，但是从整体上仍呈现一定的规律性。在常规三轴压缩试验中，经历不同加热温度后，花岗岩试样的三轴抗压强度、峰值应变、弹性模量在温度<200℃时，其值随温度的升高呈二次非线性增加，而当温度>200℃后，其值随着温度的升高呈二次非线性减小。这主要是由于围压一定的条件下，当温度<200℃时，随着温度的升高，岩石内部的细小裂纹闭合，使得岩石的抗压强度、弹性模量等参数相对增大，而当温度>200℃时，由于岩石内部的自由水分不断蒸发，试样内部的颗粒也不断膨胀，同时由于岩石内部成分的热膨胀系数不同等因素的影响，从而使得试样内部的新裂纹不断增多，旧裂纹不断扩展，进而影响岩石的力学性能发生改变。因此，200℃则为花岗岩三轴强度的温度阈值。通过拟合围压为10 M Pa时的相关实验数据分别得出三轴抗压强度、轴向峰值应变、弹性模量等3个力学参数与温度的相互关系。
三、三轴压缩试验的宏观破坏形式
在对于模拟实际钻井过程中，钻井液循环流动所带来的井壁围岩温度的改变仍具有一定的局限性。今后可以采用数值模拟等手段进行相关的模拟，从而使得井壁稳定性问题得到更好的解决。http://www.zhenghangyq.net
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