«Нефтепро-
мысловое дело»

Прогнозирование предельного упругого состояния образцов горной породы в процессе нагружения при объемном сжатии

УДК: 622.276.031.011.43:53.091
DOI: -

Авторы:

¹ Центр исследования керна и пластовых флюидов, Филиал ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" "ПермНИПИнефть" в г. Перми, Пермь, Россия

Ключевые слова: геомеханические исследования, упругодеформационные характеристики, предел упругости, модуль упругости, горная порода, керн

Аннотация:

Определение параметров, характеризующих упругодеформационные и прочностные свойства горных пород, является одной из основных задач геомеханических исследований. Данные, полученные в результате таких исследований, могут быть использованы при разработке геомеханических моделей горных массивов, применяемых при дизайне гидроразрыва пласта, проектировании буровых работ и других скважинных или строительных работах, проводимых в сложных горно-геологических условиях, требующих наличия информации о влиянии изменения напряженно-деформированного состояния горного массива на упругопрочностные свойства горных пород.

Для качественного выполнения исследований, моделирующих в лабораторных условиях процессы изменения структуры минерального скелета в результате воздействия технологий методов увеличения нефтеотдачи, требуется исключить нарушения микроструктуры горной породы керновой модели (образца) вследствие развития системы микротрещин непосредственно во время испытаний по определению упругодеформационных свойств. Для обеспечения сохранности микроструктуры минерального скелета не допускаются превышения предельного упругого состояния горной породы и проявления пластических деформаций при нагружении образца.

Поэтому необходимо разработать методический подход к определению критериев, указывающих на достижение предельного упругого состояния горной породы, в процессе нагружения образца осевым давлением в условиях объемного сжатия.

Список литературы:

1. Карманский А.Т. Экспериментальное обоснование прочности и разрушения насыщенных осадочных горных пород: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.20. – СПб., 2010. – 275 с.

2. Жариков А.В. Влияние высоких температур и давлений на микроструктуру, фильтрационные и упругие свойства кристаллических пород (по экспериментальным данным): дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.10. – М., 2009. – 285 с.

3. Поспелова Т.А. Исследование напряженно-деформированного состояния нефтяных пластов и обоснование методики информационного обеспечения на разных стадиях их разработки: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.17. – Тюмень, 2006. – 159 с.

4. Ашихмин С.Г. Научные основы методов прогноза напряженно-деформированного состояния горных пород при разработке месторождений нефти и газа: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.20. – Пермь, 2008. – 315 с.

5. Латышев О.Г. Использование поверхностно-активных сред для направленного изменения свойств пород в процессах горного производства: дис. ... д-ра техн. наук: 05.15.11. – Кемерово, 1996. – 331 с.

6. Акопян К.Л. Разработка метода оценки снижения напряжений в массиве горных пород поверхностно-активным веществом при комбинированной разработке месторождения (на примере медно-никелевого месторождения "Шануч"): дис. ... канд. техн. наук: 25.00.20. – М., 2013. – 173 с.

7. Попов С.Н. Аномальные проявления механико-химических эффектов при разработке залежей нефти и газа: дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.17. – М., 2020. – 364 с.

8. Осипов И.С. Исследование фрактальных характеристик развития трещиноватости горных пород под действием поверхностно-активных веществ: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.20. – Екатеринбург, 2008. – 168 с.

9. Еремизин А.Н. Направленное изменение фрактальной трещинной структуры и свойств пород поверхностно-активными веществами в процессах горного производства: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.20. – Екатеринбург, 2012. – 165 с.

10. Сынбулатов В.В. Направленное изменение свойств и состояния скальных пород поверхностно-активными веществами при предотвращении горных ударов на рудниках Урала: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.20. – Екатеринбург, 2008. – 197 с.

11. Влияние флюида насыщения на упругопрочностные свойства горных пород меловых отложений на примере объектов АО "Сибнефтегаз" / М.Д. Субботин, В.А. Павлов, Д.О. Королев [и др.] // Нефт. провинция. – 2023. – № 2(34). – С. 85–96.

12. Влияние природы насыщающего агента на упругопрочностные свойства пород газовых месторождений / В.А. Павлов, В.С. Кулешов, А.Ю. Кудымов [и др.] // Экспозиция Нефть Газ. – 2021. – № 1. – С. 11–16.

13. Кислицын А.А., Липатов Н.В. Воздействие воды и СО2 на механические свойства низкопроницаемых горных пород // Вестн. Тюменского государственного ун-та. Физ.-мат. моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2021. – Т. 7, № 2(26). – С. 130–146.

14. Сукнев С.В. Методика определения статического модуля упругости и коэффициента Пуассона при изменении температуры образца // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2013. – № 8. – С. 101–105.

15. Сукнев С.В. Определение статических упругих свойств горных пород при изменении температуры // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2016. – № 2. – С. 161–171.

16. ГОСТ 28985-91. Метод определения деформационных характеристик при одноосном сжатии. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 10 с.

17. Руппенейт К.В., Либерман Ю.М. Введение в механику горных пород. – М.: Госгортехиздат, 1960. – 356 с.

18. Руппенейт К.В. Механические свойства горных пород. – М.: Углетехиздат, 1954. – 289 с.

19. Протодьяконов М.М. Обобщенное уравнение огибающих к предельным кругам напряжений Мора. Исследование физико-механических свойств горных пород применительно к задачам управления горным давлением: сб. тр. – М.: АН СССР, 1962. – С. 82–89.

20. Bieniawski Z.T. Estimating the Strength of Rock Materials // J. of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. – 1974. – Vol. 74. – P. 312–320.

21. Hoek E., Brown E.T. Practical estimates of rock mass strength // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 1997. – № 34(8). – Р. 1165–1186.

22. Шашенко А.Н., Пустовойтенко В.П. Расчет несущих элементов подземных сооружений. – Киев: Наукова Думка, 2001. – 168 с.

23. Опанасюк А.А. Исследование закономерностей деформирования горных пород в предразрушающей области нагружения: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.20. – Владивосток, 2006. – 164 с.

24. Гнитиенко В.В. Разработка метода определения надежных деформационных предвестников разрушения образцов горных пород: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.20. – Владивосток, 2011. – 154 с.