Тема 4 Введение в геомеханику резервуаров (гидрогеомеханику).
4.1 Поле тектонических напряжений, его режимы (NF нормальные сбросы, SS сдвиги, RF надвиги) и измерения. Расчет вертикальных напряжений в массиве горных пород. По исходным зависимостям плотности горных пород от глубины (Density logs) и условиям на поверхности рассчитать зависимость вертикальных напряжений Sv, градиентов вертикальных напряжений и пористости от глубины. Построить соответствующие графики HW-1.
Зависимость порового давления Pp от глубины. Расчет порового давления по эмпирической зависимости пористости от вертикального стресса (эмпирическим уравнениям уплотнения), оценка глубины аномально высокого пластового давления (АВПД) и его величины. Эффективный стресс.
HW-2 . Для расчёта зависимости пористости от глубины может быть использована использована формула:
(4.1)
где 
- начальная пористость, 
- коэффициент уплотнения, 
- эффективное вертикальное напряжение. σ - э ффективное вертикальное напряжение:
(4.2)
где Sv – вертикальный стресс, Pp – поровое давление.
С другой стороны, для расчёта пористости по данным ГИС может быть использовано следующее соотношение:
(4.3)
Откуда:
(4.4)
где 
- минералогическая плотность, 
-плотность по гамма-гамма каротажу (объемная плотность), 
- плотность воды. Значение = 2850 кг/м3 среднее значение минералогической плотности образцов керна скважины 1С Нижне-Квачинского месторождения (в диапазоне 919-1429 м).
|
|
|
Если справедливо эмпирическое уравнение уплотнения (4.1), то поровое давление может быть рассчитано по формуле:
(4.5)
Сравнивая расчетное поровое давление (4.5) с гидростатическим можно выявить зоны с аномально высоким поровым давлением и оценить возможность гидроразрыва.
Геомеханические свойства горных пород. Критерий разрушения Мора-Кулона, прочность горных пород при растяжении, формирование трещин гидроразрыва.
Вывод уравнений, описывающих круги Мора. Исходные данные: β – угол падения площадки, σ1 – горизонтальный стресс, σ2 – вертикальный стресс, σn – нормальное напряжение на площадке, τ – сдвиговое напряжение на площадке.
Матрица преобразования координат при их повороте на угол β имеет следующий вид:
(4.6)
Исходя из этого исходный тензор напряжений преобразуется при повороте следующим образом:
(4.7)
Следовательно искомые напряжения могут быть определены следующим образом:
(4.8)
(4.9)
4.3 Теория фрикционного равновесия. Уравнения фрикционного равновесия для различных состояний (NF, SS, RF). Оценка экстремальных напряжений для различных тектонических режимов при известном поровом давлении Pp.
|
|
|
Условие соприкосновения линии разрушения с кругом Мора определяется системой следующих уравнений:
(4.10)
(4.11)
(4.12)
В результате математических преобразований (подставляя в 4.10 выражения 4.11 и 4.12) находим соотношение (4.13) между σ1 и σ3 с использованием μ в качестве параметра:
- где tga=μ, 
, 90-a+2b=180, 2b=a+90, Cos(2b)=-sina, Sin(2b)=cosa
Отсюда получаем:
(4.13)
4.4 Разломы и трещины. Использование стереографических проекций и гистограмм для представления информации об ориентации трещин, их раскрытии и плотности в зависимости от глубины (HW-5-AK).
Критически сжатые разломы и флюидные потоки. Анализ графиков Мора-Кулона. Выявление критически сжатых трещин в скважинах по их ориентации, величинам напряжений и поровому давлению (HW-8AK).
Природные системы трещин (Паратунский геотермальный резервуар, Мутновский геотермальный резервуар)
Сейсмичность, вызванная инжекцией магмы. Использование программы Frac-Digger для выявления даек (плоско-ориентированных кластеров землетрясений) по сейсмическим данным (Корякско-Авачинская группа вулканов, Мутновский вулкан).
Программа CFRAC, управляющие уравнения и численная реализация. Система уравнений гидродинамики, геомеханики и условий возникновения микроземлетрясений (rate and state earthquake) для 3D дискретных систем трещин. Использование программы CFRAC для оценки сейсмичности при инжекции дайки.
|
|
|
Гидрогеомеханический анализ аварийного выброса нефти в Мексиканском заливе 21.04.2010 (Maconde well).
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 189; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!