Меню

Минимальное горизонтальное напряжение это

Основные составляющие геомеханической модели резервуара

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 19.10.2018 2018-10-19

Статья просмотрена: 666 раз

Библиографическое описание:

Улыбин, А. В. Основные составляющие геомеханической модели резервуара / А. В. Улыбин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 42 (228). — С. 27-29. — URL: https://moluch.ru/archive/228/53184/ (дата обращения: 26.03.2021).

В данной статье приведены основные оперируемые величины, составляющие геомеханическую модель. Кратко описан принцип их определения.

Ключевые слова: геомеханическое моделирование, геомеханика, стресс, деформации, модуль Юнга, коэффициент Пуассона.

Чтобы реализовать на практике возможности геомеханики, прежде всего необходимо создать так называемую Геомеханическую Модель Земли [1]. Геомеханическая Модель Земли состоит из шести ключевых компонентов, которые могут быть как рассчитаны, так и оценены, используя полевые данные:

– Вертикальный стресс, σV (часто называемое геостатическим давлением);

– Максимальный горизонтальный стресс, σHmax;

– Минимальный горизонтальный стресс, σHmin;

– Ориентационный стресс, Azi σHmax;

– Поровое давление, Pp.

В качестве базового рабочего потока, составляющего одномерную геомеханическую модель, выступает поток с оценкой свойств горной породы. Для оценки свойств используются данные каротажей в связке с лабораторными данными по керну. Для построения профиля напряжений существуют различные эмпирические модели, в соответствии с которыми необходимо откалибровать лабораторные данные.

Давление вышележащих пород рассчитывается с помощью плотностного каротажа, поровое давление с помощью каротажей и гидродинамических исследований скважин (ГДИС), если те присутствуют.

Самая сложная часть — определение диапазона значений и азимута максимального горизонтального стресса, в этом существенную помощь оказывает измерительный прибор — микроимиджер.

Напряжения горной породы

Горная порода снаружи испытывает влияние нормальных ортогональных и сдвиговых напряжений. Нормальные напряжения ортогональны друг другу и подразделяются на: вертикальное σV— вес вышележащих пород, максимальное горизонтальное σH, минимальное горизонтальное σh. Тангенциальные напряжения стремятся развернуть участок породы.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения энергия voltron pch 10000

Рис. 1. Схематичное отображение основных напряжений

Напряжённое состояние можно выразить тремя основными перпендикулярными напряжениями и азимутом максимального/минимального горизонтального напряжения, избавившись от сдвиговых (тангенциальных) путём доворота осей.

Изнутри же порода оказывает воздействие на соседние участки своим поровым давлением

Рис. 2. Схематичное отображение воздействия порового давления

Деформации

Деформации подразделяются на упругие и пластичные. При упругой деформации участок, при снятии с него напряжений, восстанавливается в прежнюю форму. Пластичные же деформации откладывают на породу отпечаток в виде невосстановления в предыдущую форму и вплоть до разрушения. Например, обрушение стенок скважины вызывается влиянием сдвиговых разрушений при дисбалансе напряжений вокруг скважины.

Пластичность проявляет себя формированием микротрещин, перестройкой зёрен кристаллической решётки, формированием разломов, растворением минералов горной породы.

Опытным путём способности к деформациям определяют в лабораторных условиях, применяя одноосное и/или всестороннее сжатие/растяжение керна.

Деформации можно рассчитывать методом Мора-Кулона, графическим представлением величин напряжений деформации и слома.

Рис. 3. Критерий Кулона-Мора: t — огибающая предельных кругов напряжений; Cg — коэффициент сцепления; φg — угол внутреннего трения; σ1 — максимальное главное напряжение; σ3 — минимальное главное напряжение; F>0 — предел прочности превышен; F геомеханическое моделирование, геомеханика, стресс, деформации, модуль Юнга, коэффициент Пуассона

Похожие статьи

Проявление горного давления в подготовительных выработках.

Рассмотрим схему деформации горных пород. Впереди зоны опорного давления горных

В зоне опорного давления породы дополнительно сжимаются по нормали и расширяются по

Аналогичная картина получается при рассмотрении характера деформирования пород вкрест.

Источник



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Горизонтальное напряжение

Горизонтальные напряжения в горном массиве ( боковой распор) с глубиной изменяются по закону прямой пропорциональности. Терцаги в большей степени, чем методика М. Б. Бродского, связывает давление на крепь с реальной картиной напряженного состояния массива горных пород. [2]

Читайте также:  Схема преобразователь напряжения для фонарика

Горизонтальные напряжения в орогенных и субдук-ционных бассейнах могут быть гораздо больше вертикальных. [3]

Существование горизонтальных напряжений , значительно превышающих вертикальные, установлено во многих регионах ( McGar. Такие горизонтальные напряжения, характерные для орогенных бассейнов, особенно сильно сказываются на флюидальном режиме сравнительно неглубоко залегающих ( 1 — 2 км) толщ, где обычно горизонтальные напряжения сильно превышают вертикальные. Кроме того, значительные горизонтальные напряжения являются важным фактором преобразования содержащегося в породах ОВ в углеводороды ( Трофимук и др., 1981; Соловьев, Амурский, 1984), а это также приводит к увеличению давления пластовых флюидов, как уже упоминалось ранее. Поэтому в орогенных осадочных бассейнах чаще, чем в бассейнах другого типа, встречаются АВПД на сравнительно небольших глубинах и величины их в целом значительно больше, чем в других бассейнах. Это, по-видимому, обусловлено тем, что горизонтальные тектонические напряжения не только оказывают непосредственное воздействие на флюидальную систему таких бассейнов ( вдобавок к вертикальным), но также интенсифицируют процессы нефте-и газообразования, которые тоже вносят свой вклад в формирование АВПД. [4]

При бурении горизонтальные напряжения в горных породах у ствола скважины снимаются, в результате ствол скважины сужается до тех пор, пока напряжение на его стенке не станет равным перепаду давления на глинистой корке или нулю, если глинистая корка отсутствует. Если возникающая при этом деформация не превышает значения при пределе упругости горной породы, уменьшение диаметра ствола будет пренебрежимо, малым. [6]

При выполнении упомянутых условий горизонтальные напряжения в породах меньше вертикальных, что, по-видимому, часто имеет место при небольшой глубине залегания, если в разрезе нет пород с пластическими свойствами. [7]

При дальнейшем возрастании внешней силы горизонтальные напряжения т2 по основанию изменят направление на обратное и начнут постепенно увеличиваться. [8]

Читайте также:  Допускаемое касательное напряжение при изгибе

Коробление листов происходит под действием горизонтальных напряжений , возникающих в листах; напряжения возрастают при набухании целлюлозы в щелочи. [9]

В симметричных тонкостенных сечениях тоже возникают горизонтальные напряжения в полках ти. Но они менее опасны, так как не вызывают кручения балки. Именно поэтому в них не будет кручения. [10]

Давление распространения вертикальной трещины равно сумме порового давления плюс горизонтальное напряжение в скелете породы. Вертикальное напряжение в скелете породы есть разность горного и порового давлений, F — коэффициент, равный отношению горизонтального и вертикального напряжений в скелете породы. [12]

Формула для определения R получена в предположении гидростатического распределения вертикальных и горизонтальных напряжений от собственного веса грунта в пределах сжимаемой толщи основания фундаментов. Поэтому вопрос о гидростатическом напряженном состоянии массива фунта до приложения к нему внешнего давления нуждается в дальнейшей экспериментальной проверке. [13]

Расклинивающий материал подвергается сжимающей силе, равной разности между минимальным горизонтальным напряжением в кровле и давлением флюидов в трещине. При продолжительной эксплуатации скважины пластовое давление падает, а напряжение, которое стремится разрушить расклинивающий материал, растет. [14]

Так, например, в Западно-Канадском бассейне установлена важная роль горизонтальных напряжений , обусловленных региональным сжатием северо-восточного-юго-западного направления. Это зафиксировано обследованием скважин, пробуренных на нефть и газ, с использованием четырехрычагового наклономера. На площади более 300 тыс. км стволы многих скважин оказались асимметричными с удлинением в северо-восточном-юго-западном направлении. [15]

Источник