Влияние литологических факторов на колекторские свойства, страница 6

В таблице приведены значения модуля Юнга некоторых минералов и пород. В условиях всестороннего сжатия кристаллы большинства минералов по-разному изменяют свои упругие, пластические и прочностные свойства, в зависимости от строения их кристаллической решетки. Основные породообразующие минералы осадочных пород по увеличению твердости и соответственно уменьшению

способности к пластической деформации располагают в следующем порядке: 1) гипс, ангидрит; 2) галит, сильвин;3) кальцит, доломит; 4) биотит; 5) амфиболы; 6) полевые шпаты;7) пироксены; 8) кварц. Предел прочности на сжатие у кварца достигает 2300—2800 МПа.

При трехосном сжатии 1000 МПа минералы  по увеличению напряжения сдвига располагаются в следующем порядке: галит — 90, гипс -100, кальцит -100, пироксены - 110-140, амфиболы (роговая обманка) - 110, серицит - 1300 и кварц - 1450 МПа (последние два испытаны при всестороннем сжатии 5000 МПа).

Для характеристики упругих свойств вещества в недрах земли применяют отношение модуля объемного сжатия к модулю сдвига. В таблице представлены величины этого отношения при различных давлениях для некоторых горных пород и плексигласа. Из таблицы следует, что это отношение увеличивается с повышением давления, что согласуется с данными сейсмических наблюдений

Различают дифференциально упругие породы с совершенной и с несовершенной связью между фазами, а также породы, у которых связь между фазами отсутствует. Упругие свойства этих пород зависят от свойств составляющих их фаз, а также упругих свойств скелета. Они также зависят от степени связанности составляющих их зерен и изотропности скелета. У пород с совершенной связью между фазами фильтрационные свойства по гранулярным порам практически отсутствуют. При несовершенной связи между фазами (твердое вещество скелета, газ или жидкость) или отсутствии их напряжения действуют лишь на твердое вещество и скелет породы. Такие породы могут служить коллекторами гранулярного типа.

Составляющие дифференциально упругих пород ведут себя как идеально упругие изотропные и однородные среды, к которым применимы законы теории упругости в дифференциальной форме.

Скорости распространения упругих волн в осадочных отложениях зависят от их литологического состава, физических свойств, глубины залегания и возраста, температуры и степени метаморфизма.

Прочность

Знание физико-механических характеристик горных пород весьма необходимо при проведении различных мер воздействия на призабойную зону скважин, а также на процесс бурения пород.

Под механической прочностью горных пород понимают их способность сопротивляться внешним силам, которые стремятся разрушить не только существующие связи между зернами, но и сами зерна. Горные породы испытывают на механическую прочность по отношению к сжатию, растяжению, изгибу, скалыванию и удару. Прочность на сжатие характеризуется временным сопротивлением породы сжатию, иначе пределом прочности на сжатие.