Расчет физико-механических свойств и построение паспорта прочности

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных
и газовых месторождений

 

ФИЗИКА ПЛАСТА

 

 

Методические указания для практических занятий

студентов бакалавриата направления

подготовки 131000

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2015

УДК 622.276

 

 

ФИЗИКА ПЛАСТА: Методические указания для практических занятий / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Сост.: Тананыхин Д.С. СПб. 2015. - 51 с.

 

Методические указания «Физика пласта» содержат разделы, в которых рассмотрены темы практических занятий по определению параметров физических свойств пород-коллекторов. Каждый из разделов содержит краткую теоретическую часть и задачи для самостоятельного решения. Методические указания предназначены для теоретической подготовки студентов бакалавриата направления подготовки 131000 «Нефтегазовое дело», а также слушателей системы дополнительного профессионального образования в соответствии с учебным планом и программой дисциплины «Физика пласта».

 

 

Научный редактор доц. А.В. Максютин

 

 

© Национальный минерально-сырьевой

университет «Горный», 2015 г.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Физика пласта как отрасль науки о нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях имеет более чем полувековую историю. Основные понятия курса «Физика пласта» базируются на изучении таких предметов, как «Физика», «Физическая и коллоидная химия», «Нефтегазопромысловая геология и гидрогеология», «Механика горных пород», «Физико–химические процессы массопереноса в пористых средах» и т.д. Основные задачи, которые решаются в курсе «Физика пласта» - это изучение фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов, особенности и закономерности движения в них пластовых жидкостей, взаимодействие их между собой и поровой поверхностью коллекторов в различных горно-геологических и термобарических условиях.

Современный инженер-нефтяник, занимающийся рациональной разработкой нефтяных и газовых месторождений, должен хорошо знать геологическое строение залежи, ее физические характеристики (пористость, проницаемость, насыщенность и др.), физико-химические свойства нефти, газа и воды, насыщающих породы, уметь правильно обработать и оценить данные, которые получены при вскрытии пласта и при его последующей эксплуатации. Эти данные позволят определить начальные запасы углеводородов в залежи. Они необходимы для объективного представления о процессах, происходящих в пласте при его разработке и на различных стадиях эксплуатации [5].

Основной целью выполнения практических занятий является изучение основных физических свойств коллекторов нефти и газа, обучение студентов методам расчета основных свойств коллекторов и насыщающих их флюидов.

Методические указания по проведению практических занятий предназначены для теоретической подготовки студентов бакалавриата направления подготовки 131000 «Нефтегазовое дело».

 

РАСЧЕТ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ПОСТРОЕНИЕ ПАСПОРТА ПРОЧНОСТИ

 

Механические свойства характеризуют поведение пород при воздействии силовых нагрузок.

К базовым (основным) механическим свойствам горных пород относятся модуль продольной упругости (модуль Юнга) Е, коэффициент относительных поперечных деформаций (коэффициент Пуассона), пределы прочности при сжатии σ_сж и растяжении σ_р.

Под пределом прочности понимают предельное напряжение, при котором образец горной породы разрушается:

,                                                                (1.1)

где Р – разрушающая нагрузка, МН; F – площадь поперечного сечения образца, на которую действует приложенная нагрузка, м².

Прочность на растяжение значительно ниже прочности на сжатие. Предел прочности на сжатие в 5–8, а иногда и в 10–40 раз выше предела прочности на растяжение.

Для практических расчетов (если не известны данные испытаний пород на растяжение) предел прочности на растяжение определяют по таблице:

Таблица 1.1