Механические свойства горных пород-коллекторов нефти и газа
Сжимаемость.
Величину отношения уменьшения объема образца при
повышении давления всестороннего сжатия на 1 Па к исходному объему его при
атмосферном давлении называют коэффициентом объемного сжатия. Он зависит от литолого-петрографического
состава, пористости и упругих свойств породы, давления всестороннего сжатия.
Проницаемость. Характеризует
способность породы пропускать через себя под действием градиента давлений
жидкости, газы и газожидкостные смеси.
Плотность. Плотностью горной породы называется масса единицы
объема ее в твердом теле (т.е. при нулевой пористости). Она зависит от
плотности породообразующих минералов и цементирующих веществ, а также от
массового соотношения между этими компонентами.
Объемная масса. Масса единицы объема породы в ее естественном
состоянии, т.е. с учетом наличия пор и их содержимого.
Прочность. Прочность характеризует то напряжение, при
котором тело начинает разрушаться. Прочность породы зависит от ее минерального
и петрографического составов. На прочность породы оказывает влияние размер
минеральных зерен; прочность возрастает с уменьшением пористости, уменьшается с
увеличением влажности.
Упругость. Осадочные породы по характеру зависимости деформации
от напряжения сжатия можно разделить на три группы: упругохрупкие (деформация
примерно пропорциональна нагрузке), упругопластичные (хрупкому разрушению
предшествует пластическая деформация) и высокопластичные (упругая деформация
равна нулю).
Упругие
свойства пород характеризуют модулем упругости Е и коэффициентом
Пуассона μ п.
Пластичность. Разрушению
многих осадочных пород предшествует пластическая деформация. Пластичность
зависит от минерального состава пород и уменьшается с увеличением содержания
жестких минералов (кварц, полевой шпат). Пластические свойства характеризуются
коэффициентом пластичности kпл .
Ползучесть. Проявляется в постоянном росте деформации при
неизменном напряжении. Значительной ползучестью отличаются глины, глинистые
сланцы, аргиллиты.
Твердость. Характеризует прочность породы при вдавливании в нее другого более твердого тела. В зависимости от твердости по штампу все породы условно подразделены на три группы:
1) высокопластичные и сильно пористые породы с твердостью до 1 ГПа (глины, аргиллиты);
2) упругопластичные породы с твердостью 1-4 ГПа (алевролиты, известняки, доломиты, ангидриты);
3) упругохрупкие порода с
твердостью более 4 ГПа (кварциты, доломиты, окремнелые известняки).
Предел усталости. Наибольшее максимальное напряжение, при
котором тело не разрушается при любом цикле нагружения.
