Российские ученые сравнили три подхода, которые сейчас применяются для расчета хрупкости горных пород в местах скопления нефти. До сих пор не существует единого способа определения индекса хрупкости, понимание которого необходимо для планирования нефтедобычи. Проведенное учеными моделирование выявило связь между особенностями внутреннего строения и свойствами пород, которые можно измерить экспериментально. Статья опубликована в журнале Applied Sciences.
Разведка и разработка месторождений нефти связана со многими областями прикладных наук. Для изучения процессов фильтрации и планирования бурения скважин необходимо понимать гидродинамику и механику горных пород. Постоянно усложняющиеся условия добычи ставят все новые задачи. Одна из них — оценка хрупкости горных пород. Хрупкость среды имеет различные определения: отсутствие пластичности, разрушение материала без пластической деформации или разрушение внутренней структуры. Но когда ученые пытаются ввести хрупкость как некоторое физическое свойство со строгим математическим определением, возникает ряд проблем. Например, между стеклом и пластилином обнаруживается четкое различие в хрупкости, но трудно утверждать, что стекло в несколько раз более хрупкое, чем пластилин, и говорить, во сколько именно раз.
Выделяют три основных способа определения индекса хрупкости: минеральные индексы хрупкости; индексы хрупкости, определяемые по данным геофизических исследований скважин; и упругие индексы хрупкости. Однако часто разные определения противоречат друг другу. Ученые из МФТИ и Института физики земли имени О.Ю. Шмидта проанализировали эти индексы хрупкости. Они рассмотрели три группы показателей, сгруппированных по типу данных, используемых для оценки хрупкости. Ученые стремились понять, почему использование разных определений приводит к противоположным результатам для одних и тех же пород.
«Хорошо известно, что многие физические свойства горных пород, включая упругие, зависят не только от их состава, но и от микроструктуры. Под микроструктурой понимают форму минеральных зерен, пустот, заполненных разными флюидами и иными веществами (органикой, солями). Вследствие этого можно ожидать, что и индексы хрупкости, определяемые по упругим свойствам пород (или упругая хрупкость), должны проявлять закономерное изменение при изменяющихся параметрах микроструктуры», — говорит соавтор исследования Ирина Баюк.
Моделирование позволило установить количественную связь между особенностями внутреннего строения породы и свойствами пород, которые можно измерить экспериментально при геофизических исследованиях скважин. Оказалось, что на первый взгляд не связанные определения индекса хрупкости качественно согласуются друг с другом. «Мостиком» к установлению связи между ними оказалась именно внутренняя структура пород.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
