сайт для профессиональных нефтяников
Главная » Статьи » Общие сведения о добыче нефти » Геология и физика продуктивного пласта

Механические свойства продуктивных пластов

Упругость, прочность на сжатие и разрыв, пластичность — наиболее важные механические свойства горных пород, влияющие на ряд процессов, происходящих в пласте в период разработки и эксплуатации месторождений. По скорости перераспределения давления при известных упругих свойствах пород и жидкости можно судить о проницаемости и других параметрах пласта.

В процессе эксплуатации месторождения весьма важно знать также и прочность пород на сжатие и разрыв. Эти данные наряду с модулем упругости необходимы при изучении процессов искусственного воздействия на породы призабойной зоны скважин (например, таких как гидравлический разрыв пласта, гидропескоструйная перфорация), широко применяемых в нефтепромысловом деле для увеличения притока. При рассмотрении физических свойств горных пород следует учитывать, что в зависимости от условий залегания механические свойства породы могут резко изменяться.

Горные породы, залегая друг над другом, находятся в определенном напряженном состоянии, вызванном собственным весом и определяющимся глубиной залегания и характером самих пород. До нарушения условий залегания пород скважиной внешнее давление от собственного веса вышележащих пород и возникающие в породе ответные напряжения находятся в условиях равновесия.
Распределение напряжений в горной породе

Составляющие этого нормального поля напряжений имеют следующие значения.

По вертикали,
Формула распределения нормального поля напряжений по вертикали

где

σz — вертикальная составляющая напряжений, Па;

ρпороды — плотность породы, кг/м3;

— ускорение силы тяжести, м/с2;

Н — глубина залегания пласта, м.

По горизонтали (в простейшем случае)

Формула распределения нормального поля напряжений по горизонтали

где

п — коэффициент бокового распора.

Для продуктивных пластов в нормальных условиях, не осложненных тектонически, коэффициент бокового распора обычно меньше единицы.

Относительная деформация, которую это тело получило бы, например, вдоль оси х при сжатии его тремя взаимно перпендикулярными, равномерно распределенными силами, выраженными главными напряжениями, была равна:

Формула относительной деформации горной породы

где

σz — вертикальная составляющая напряжений, Па;

σy и σx — горизонтальные составляющие напряжений, Па;

Е — модуль Юнга;

ν — коэффициент поперечной деформации — коэффициент Пуассона.

Если принять, что сжатие горных пород происходит только в вертикальном направлении, а вертикальном деформации не происходит, то

Формула сжатие горных пород происходит только в вертикальном направлении

Тогда, исходя из уравнения относительной деформации породы, получим:

Формула выведена для условий, когда справедливо предположение об отсутствии деформаций пласта в горизонтальном направлении и когда не учитывается пластичность горных пород

Данная формула выведена для условий, когда справедливо предположение об отсутствии деформаций пласта в горизонтальном направлении и когда не учитывается пластичность горных пород.

Категория: Геология и физика продуктивного пласта | Добавил: admin (21.06.2011)
Просмотров: 3348 | Теги: пластичность, модуль Юнга, горные породы, напряжения, деформация, Механические свойства, коэффициент пуассона

copyright aznunion © 2009-2018
Яндекс.Метрика