Теория гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения

Зарождение и распространение трещины означает, что материал отреагировал существенно неупругим образом, и произошло необратимое изменение. Тем не менее, линейная упругость является полезным инструментом при изучении трещин, поскольку напряжения и деформации (за исключением, пожалуй, окрестностей поверхности трещины и особенно ее верхушки) могут быть достаточно адекватно описаны при помощи теории упругости.

На рис. 33 схематически представлен статический эксперимент с одноосным нагружением. Два параметра, определяемые из такого эксперимента, -- это модуль Юнга ()и коэффициент Пуассона (). Они рассчитываются из вертикального напряжения (), вертикальной деформации (), и горизонтальной деформации (), как показано на рисунке.

схема одноосного нагружения

Рис. 33. Схема одноосного нагружения

Взаимосвязь различных расчетных коэффициентов, необходимых для проведения расчета зарождения и распределения трещины, отражена в табл. 39.

Таблица 39. Взаимосвязь различных свойств линейно-упругого материала

Параметр

E,?

G,?

E, G

Модуль сдвига, G

Модуль Юнга, E

Коэфф. Пуассона,

Модуль плоской деформации,

Вертикальная составляющая горного давления на уровне забоя скважины рассчитывается исходя из средней плотности вышележащих пород и расстояния от поверхности до забоя:

(6.6)

Горизонтальная составляющая горного давления находится следующим образом:

(6.7)

От соотношения горизонтальной и вертикальной составляющей горного давления зависит какая будет трещина: горизонтальная () или вертикальная (). Изображение распространения трещины изображено на рис. 6.20.

А) б)

Рис. 34. Горизонтальная(а) и вертикальная(б) трещина

Для создания трещины на забое скважины необходимо создать давление, которое можно посчитать по данной формуле:

(6.8)

Длина () и раскрытость ( трещины рассчитываются по следующим формулам:

(6.9)

(6.10)

Механика трещины возникла из наблюдения, что любая неоднородность, существующая в твердом теле, ухудшает его способность выдерживать нагрузки. Небольшое отверстие (пустота) может привести к появлению высоких локальных напряжений по сравнению с напряжениями, которые имели бы место без этого отверстия (пустоты).

Похожие статьи




Теория гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения

Предыдущая | Следующая