Mechanikai tulajdonságai kőzetek - studopediya
A karbonátos kőzetek
Összesen karbonátok általában a továbbiakban, mivel az összetételt mészkő (CaCO 3), mert a kalcium-karbonát a leggyakoribb kőzetek és központi részét képezi ezeknek a karbonátok. Meghatározása karbonátos kőzetek hajtjuk végre, hogy meghatározzuk a lehetőségét solyanokislotnoy kutas kezelés, hogy növelje a porozitás és a permeabilitás a másodlagos alsó zóna, valamint a meghatározására a kémiai összetétele a kőzet alkotó olajtartály.
A karbonátos kőzetek produktív képződmények meghatározva a laboratóriumban maganyagra gasometric technikával.
A módszer alapja az a kémiai bomlás a szénsav só hatására sósav és térfogat mérésével a keletkezett szén-dioxid reakciójával kialakított:
Rugalmasság, szilárdság naszhatie irazryv, plaszticitás - a legfontosabb mechanikai tulajdonságait kőzetek érintő számos zajló folyamatok a tározó alatt fejlesztése és hasznosítása.
Például, a rugalmas tulajdonságait a kőzet és a tárolóban lévő folyadékok rugalmassága függ újraelosztása a nyomás a tartályban működés közben a betét. Margó elasztikus energia szabadul fel, amikor a nyomás lehet egy jelentős energiaforrás, az intézkedés alapján, amely a mozgása olajat képződésén keresztül, hogy a fúrólyuk alján. Valóban, ha a tartály nyomás csökken, a folyadék (víz és az olaj) kiterjeszti, és a pórusok csatornákat szűkült. A rugalmassága kőzetek és a folyadékok nagyon alacsony, de mivel a hatalmas mérete tározó szivattyúberendezések működés közben jelentős mennyiségű folyékony (elasztikus árrés) további kiszorított a tartályból a kútba bővülése révén a folyadék térfogata és a pórustérfogatot csökkenése mellett csökkent pórusvíznyomás.
Ha figyelembe vesszük a fizikai tulajdonságai kőzetek kell venni, hogy a körülményektől függően előfordulási mechanikai kőzet tulajdonságai drámai módon változik.
A fő tényező határozza meg a fizikai és mechanikai tulajdonságait a kőzetek, a következő:
1) kőzetek, amelyek mélysége határozza meg az a nyomás által tapasztalt a szikla, a súlya a fedőréteg (nyomóerő);
2) tektonika terület meghatározó jellege és mértéke intenzitása a vizsgált törzsek fajtája;
3) rétegtani fellépésének körülményeit;
4) in-situ nyomás és telítési körülmények között, mivel a folyadékok.
Rugalmasság - egy tulajdonsága kőzetek ellenállni változó méretét és alakját hatása alatt az alkalmazott erők. Tökéletesen rugalmas test visszanyeri eredeti alakját után azonnal eltávolítjuk a stressz.
Ha a szervezet nem visszanyeri eredeti alakját, vagy visszaállítja azt hosszú ideig, akkor az úgynevezett műanyag.
fedőréteg és a feltörekvő fajta válasz feszültségek egyensúlyi állapotban vannak. A komponensek a normál feszültség mező jelentése a következő.
ahol - a függőleges komponense stressz # 961; - sűrűsége a szikla; - nehézségi gyorsulás; H - a mélység a tározó.
Vízszintesen (a legegyszerűbb esetben)
ahol n - az együttható oldalirányú tolóerő.
Az n értéke a folyadék- és műanyag típusú kőzet iszap egyenlő egység (ebben az esetben horizontális feszültség határozza meg a hidrosztatikus törvény), valamint a sűrű és kemény kőzet normális körülmények között nincs bonyolult tektonikailag, oldalirányú tolóerő együtthatót sok esetben arányban egységet.
A relatív oldalirányú erők és a vízszintes nyomás közelítőleg becsülhető a következő.
Szerint a Hooke-törvény a relatív alakváltozás a test (az arány a növekmény mérete a test a kezdeti érték) van, a rugalmas változások közvetlenül arányos a feszültség # 963; és fordítottan arányos a rugalmassági tényező E, más néven Young modulus, R. f
Annak a ténynek köszönhetően, hogy a természet deformáció a test van csatlakoztatva a feszültség irányát, az arány a keresztirányú alakváltozása szűkülő vagy kiszélesítése (), hogy a hosszanti kitágulása vagy összehúzódása deformáció () nevezik Poisson-tényezője ().
Elkülöníteni az elemi térfogat rock (ábra.). A törzs, amely a test kap, például az x-tengely nyomó három, egymásra kölcsönösen merőleges egyenletesen elosztott erők, kifejezett fő feszültségek (;), egyenlő lenne
ahol E - Young-modulus N / m2; # 957; - keresztirányú alakváltozás arány (Poisson).
Esli feltételezik, hogy a folyamat ülepítés történt csak kompressziós kőzetek a függőleges irányban és vízszintes irányban deformáció nem történt,
Ezután a következő egyenlet alapján (1,24), azt kapjuk,
azaz oldalirányú erők együttható
Ha feltételezzük, szikla Poisson egyenlő # 957; = 0,3, akkor azt kapjuk,
Képlet (1,25) származott körülmények között, ahol igaz feltételezés nem képződik deformációk vízszintes irányban, és nem veszi figyelembe a plaszticitás a sziklák. Ami a valós rétegek, ezek a feltételezések nem mindig igaz, és ezért sokkal bonyolultabb lehet a stressz állapotában szikla.
Az Advent a fúrólyuk változik kőzet stressz állapot, mivel előfordulnak természetes területen zavar feszültségek. A mélysége kőzetrétegek teljesen összenyomott, és ahogy közeledik a jól lesznek a körülmények közel egytengelyű tömörítés. Ennek eredményeként, műanyag kőzetek (néhány agyag és pala) részben extrudáljuk a kútba, és eltávolítjuk a fúrás során. Ennek eredményeként, a függőleges irányú nyomás az olaj tározó rock a jól területen részlegesen redukálva. A területen a mélyedés egy egyszerű, természetes stressz mező megjelenik anomália övezetben. A bányászatban azt találtuk, hogy a régió az anomália, amely gyakorlati értéke csekély; ez csak néhány akkora bányában dolgozik.
Ebből következik, hogy a sziklák a tározók lehetnek egy másik államban van a stressz. Ezt kell figyelembe venni kapcsolatos munkát a hatása a formáció a törés mélypontját zóna és a kialakulását mesterséges repesztés végzett javítására olaj áramlását a kútba.
Nagy jelentőségű a fejlesztés az olaj- és gázmezők vannak szikla deformáció működése közben terén bekövetkezett változások miatt tartálynyomásra, ami idővel csökken, és ismét helyreáll szintetikus eljárások fenntartása a nyomás a tartályban.
Mint már említettük, a szikla a kialakulása a nehéz körülmények között a stressz. Ebben az esetben a függőleges és vízszintes feszültség lényegében egyenlő egymással. Mivel a legtöbb esetben a valódi jellegét feszültség eloszlás különböző irányokba is ismeretlen a stressz a szikla mélyen fekvő távlatokat megbecsülni a középértéket, feltételezve, hogy egy nagy mélységben, nem függ az irányt. Ezen az alapon az átlagos feszültséget a csontváz a fajta értékelik a hidrosztatikai törvények.
Képzeljünk el egy szikla tagja (1.5 ábra), zárt egy át nem eresztő rugalmas membrán és a tapasztalás irányú nyomás és a pórusok kialakulását telített folyadék, - a nyomás p. A művelet előtt folyadéktartály tartály nyomás elősegíti, hogy csökkentsék a terhelésből a kőzet mátrixot a súlya a fedő üledékek (ha a képződmény impermeábilis tető). Ezután a nyomást a kőzet mátrix (hatásos nyomás)
ahol rgor - nyomóerő alatt állandó marad a művelet a betét; RPL - tartálynyomásra.
Amikor kitermelése olaj a felszínen a tározó nyomás leesik, és a nyomást a kőzet csontváz RNC növekszik. Ha majd növelje a RPL, túlterheli nyomást a csontváz képződés csökken. A legnagyobb érdeklődés a fejlesztési és kiaknázása olajmezők a bekövetkező térfogatváltozás a pórustér a képződés csökkenése tartály nyomásától.
Azt találtuk, hogy ha a tartály nyomás csökken pórustérfogat csökken képződése miatt a rugalmas tágulás szemes kőzetek, és növeli a nyomóerők továbbított a csontváz a súlya a felette fekvő kőzetek. Így gabona sziklafal további deformáció és porozitása közegben is csökken, mivel az újraelosztás gabona és sűrűbb csomagolás őket és szerkezetének megváltoztatásával a porózus közegben.
Nagysága a pórustérfogatot befolyásoló cementes anyag szikla néha amelynek rugalmassága nagyobb, mint a gabona csontváz, és részt vesznek a folyamatban újrahajtogatásának szikla szemek.
Úgy véljük, hogy a fő pórustérfogat változások csökkenő pórusméretű nyomás miatt egyre nagyobb nyomóerők továbbítani a formáció súlya által fedőréteg.
A V térfogata a külső csontváz egy porózus közeg áll a szilárd fázisú és az térfogata pórustér, és ezért egy változás az átlagos normál kőzet stressz és pórusvíznyomás változások történnek elasztikus mind a három említett nagyságok. Ezután az ömlesztett kőzet alakváltozás hidrosztatikus nyomás által leírt három kompresszibilitási együtthatók, amelyek hasznosan lehet mérni a következő összefüggések:
ahol - összenyomhatósága együtthatók a kőzet pórusaiba, és szilárd fázis.
Indexek zárójelben jelzik azokat a feltételeket meghatározására részleges származékok: állandó nyomáson vagy állandó feszültség különbséget.
A térfogati deformáció gyűjtők aktuális feltételek hidrosztatikus nyomás függ a nyomáskülönbség és a pórusokat. Hatékony feszültség határozza meg a deformáció a külső csontváz fajta, és a nyomás változása a tartályban - a deformáció a szilárd fázis. Ezután, a képletek (1,29), (1,30) és a (1,31), a relatív teljes rugalmas deformációja a csontváz, majd a szilárd fázist fogja meghatározni a kapcsolatok
ahol - nyitott porozitás tározó.
Két - a következő kapcsolat áll fenn
Tanulmányok azt mutatják, hogy a legtöbb vizsgált kőzetek olajmezők növelheti vagy csökkentheti a hangerőt a pórusokat a változás a tartály nyomás szerint Hooke-törvény
ahol V egy - formáció térfogatú elem (vagy a térfogata a teszt-mag) m 3; # 916; Vpor - változás a pórustérfogat a mag, amikor a változó tartály nyomásától # 916, p (Pa-ban) m 3; # 946; C - rugalmassági tényezővel térfogata a porózus közeg Pa -1:
Képlet (1,36) azt mutatja, hogy a rugalmassági tényezővel térfogata a porózus közeg jellemzi a relatív (tekintetében az összes kiválasztott elem tartály térfogata) változnak pórustérfogata, amikor a nyomás 1 Pa.
Szerint a laboratóriumi és terepi adatokat olajtartalmú tartályt kőzetek azt találtuk, hogy a # 946 C = (0,3 ÷ 2) 10 -10 1 / Pa.