В естественных условиях горные породы под действием всестороннего давления находятся в состоянии напряжения. Для осадочных пород при определении среднего нормального напряжения допускают, что оно равно напряжению, созданному весом вышележащих пород (горным или геостатическим давлением ρ). Разность между горным давлением ρ и пластовым (поровым) ρпор называется эффективным давлением (напряжением) ρэф, действующим на скелет породы:

Картинка

Под воздействием эффективного давления породы претерпевают упруго-пластические деформации, которые сопровождаются уменьшением пористости, а следовательно, возрастанием относительного сопротивления.

Экспериментальные исследования с моделированием горного и пластового давления показали, что пористость, проницаемость и электропроводность пород при увеличении действующей нагрузки уменьшаются и после ее снятия восстанавливаются, достигая наибольших значений при атмосферном давлении. Это дает основание считать, что породы, вскрываемые скважинами, до некоторой степени являются упругими телами.

Увеличение относительного сопротивления горной породы происходит наиболее интенсивно при повышении давления до 30—40 МПа. При дальнейшем увеличении давления интенсивность роста сопротивления снижается и стремится к своему пределу до наступления необратимых разрушений в скелете породы. Одновременно с увеличением относительного сопротивления Р под действием эффективного напряжения уменьшается пористость и усложняется извилистость токопроводя-Щих путей в породе. Этим объясняется более интенсивное снижение электропроводности и проницаемости породы по сравнению с изменением ее пористости.

Самые большие изменения сопротивления характерны для низкопористых разностей известняков и песчаников. Для известняков с коэффициентом пористости менее 2 % при всестороннем сжатии до 40 МПа сопротивление может увеличиваться в 3 раза. Заметное возрастание сопротивления под воздействием эффективного напряжения происходит в трещиноватых породах. В песчано-глинистых породах с пористостью менее 6 % при тех же условиях сжатия возможно еще более интенсивное повышение сопротивления.

Существенное влияние на изменение свойств пород под давлением оказывает вещественный и количественный состав цементирующего материала. Максимальные изменения характерны для песчаников с наибольшим содержанием глинистого цемента. Это связано с тем, что под воздействием давления происходит уплотнение цемента и возможно его выжимание в поры. Вследствие деформации пород на глубине их физические свойства отличаются от свойств, определяемых по кернам в условиях атмосферного давления. Установлено, что пористость пород, сцементированных карбонатными и карбонатно-глинистыми цементами, изменяется меньше, чем пористость пород, сцементированных глинистым цементом. Проницаемость и электропроводность слабоглинистых пород-коллекторов уменьшаются в среднем на 15—35%, а сильно глинистых — на 50—60 %.

При небольших глубинах скважин (1000—2000 м) сходимость величин сопротивления пород, полученных в скважине и в лаборатории, лежит в пределах точности метода. Величины удельных сопротивлений пород, измеренные на глубине свыше 2000 м и в лаборатории при атмосферном давлении, различаются. Для учета расхождений проводят экспериментальные исследования кернов при различных горном и пластовом давлениях и вводят соответствующие поправки.

Комментариев к статье нет..
[ Добавить ] комментарий
Поля с пометкой * обязательны для заполнения

*Ваше имя
  Ваш сайт  
  Ваш город
*Ваше сообщение

Код подтверждения
*Код с картинки   @
код на картинке содержит только цифры (0..9) и буквы англ. алфавита (A..Z)