Горное давление

1.

Горное давление - это давление обусловленное
действием всех естественные и техногенных сил.

2.

где E коэффициент пропорциональности
между напряжениями и относительной
деформацией по той же оси называется
модулем Юнга E(Па).
где G коэффициент
пропорциональности для
касательных деформаций
называется модулем сдвига
G(Па).
1
e = Чs
E
1
g xy = Чt xy
G
Отношение линейной деформации в направлении
поперечном действию напряжения к линейной
деформации в продольном направлении
называется коэффициентом Пуассона
n=
ey
ex

3.

В простейшем случае
s z = r Чg ЧH
s x = s y = n Чr Чg ЧH
где n коэффициент бокового распора
n
n=
1- n
где
ν коэффициент Пуассона
В этом случае среднее нормальное напряжение
P=
(s x + s y + s z )
3
(1 + 2n) Чs z
=
3

4.

Pг = r Чg ЧH
До начала разработки горному
давлению противостоит
пластовое давление, т.е.
эффективное давление на скелет
породы, поэтому:
s эф = s - р
При добыче нефти пластовое
давление падает, и поэтому давление
на скелет пород σэф увеличивается

5.

В промысловых условиях
пластовое давление
определяют по статическому
уровню. Это уровень столба
жидкости, установившийся в
скважине после ее
длительной остановки, при
условии, что на него (столб)
действует атмосферное
давление.
Уровень жидкости, который установился в
работающей скважине, при условии, что него
действует атмосферное давление называется
динамическим уровнем.

6.

Vпорода = Vпор +
В общем случае объем породы
Vтв..фаз складывается из объема пор и
объема твердой фазы
В процессе разработки при Рг=const изменяется Рпл и вследствие
этого изменяется σэф.
Когда пластовое давление падает,
•горное давление растет,
•скелет породы расширяется,
•пористость уменьшается,
•происходит перераспределение зерен и их
дополнительная деформация,
•изменяется плотность упаковки,
•меняется структура порового пространства

7.

Упругие свойства пород характеризуются 3-мя коэффициентами
сжимаемости
1 dV
b порода = - Ч
V d s эф
Между ними
простое
соотношение
1 dV
b пор = - Ч
V d s эф
1 dV
b тв = - Ч
V d s эф
b порода = m Чb пор + b тв..фаза
С падением пластового давления происходит понижение пористости. Это
изменение определяется коэффициентом объемной упругости пласта. Он
определяет изменение объема пор в объеме породы.
dVпор
bс =
Ч
= m Чb пор
Vпорода dPпл
1

8.

Влияние эффективного давления на пористость пород Тевлин-Русскинского
месторождения (Кпр=74,7 мД)
Закон изменения пористости в зависимости от изменения
эффективного давления
m = m0 Чe
(- a s эф )
Экспоненциальная
m = m0 Чs -эфn
Степенная

9.

Влияние эффективного давления на проницаемость пород Тевлин- Русскинского
месторождения
Закон изменения проницаемости в зависимости от изменения
эффективного давления
кпр = к0 Чe(-
a ( р0 - р ))
Экспоненциальная
кпр = к0 Чs -эфт
Степенная
При уменьшении пористости на 5% проницаемость уменьшается на 25%.
То есть в промысловых расчетах нельзя пренебрегать изменением проницаемости.

10.

Влияние эффективного давления на проницаемость коллектора
1, 2 – чистые песчаники, 3,4 – глинистые песчаники, трещинные породы.

11.

Изменение проницаемости
играет большую роль при
разработке нефтяных и газовых
месторождений, так как при
изменении проницаемости
изменяется дебит скважины и
закон фильтрации флюида.
Из рисунка видно, что
увеличение депрессии может
привести к уменьшению дебитов
скважин за счет уменьшения
проницаемости пород пласта.