Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

При решении рассматриваемой задачи удобно использовать функцию, конформно отображающую область сплошной среды, в которой имеется бесконечно тонкая щель, на область = ре* вне круга единичного радиуса. Этой функцией является функция Н. Е. Жуковского

co(0 = 2 = l(s + ). (7.20)

При = о = е*, т. е. на контуре щели, у = 0. Отсюда

a; = i.(e* + e-*) = Zcos. (7.21)

По формулам (7.19) имеем

f{a)=-Px, ф(р=-; ij,(Q= .. (7.22)

Смещения на контуре щели определяются более простой формулой, получаемой из первой формулы (7.19):

2\i{и + 1и) = щ{а) - ц){а). (7.23)

Подставляя (7.22) в (7.23), получаем выражение для полного раскрытия щели w = 2v в следующем виде:

„И = 1<1(1 4У. (7.24,

Допустим теперь, что все-таки существует некоторая начальная ширина щели wo, конечно, малая по сравнению с длиной щели I. В этом случае также можно считать справедливым приведенное выше решение теории упругости.

Начальный объем щели Fo, отнесенный к единице толщины среды в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка (см. рис. 15), равен 2wol. Вычислим изменение объема щели в результате деформации среды при изменении давления Р. В соответствии с формулой (7.24) имеем

AF = 2 J (.) = liiJ (1 - 4 f =

2Mi-p (7.25)

Рассмотрим относительное изменение объема щели р*, определяемое следующим образом:

P*=T1f 0. (7-26)

Тогда

Е Wo

Из формулы (7.28) видно, что относительное изменение объема щели зависит от отношения IIwo. При больших llwo небольшие изменения давления в щели будут приводить к значительным изменениям ее объема. При отношении llwo, мало отличающемся от единицы, величина «сжимаемости» щели будет иметь такой же порядок, что и сжимаемость среды. Этот факт является важным для понимания механизма деформации трещиноватых горных пород, насыщенных жидкостью.

г л А в А II

СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД, ЖИДКОСТЕЙ и ГАЗОВ

§ 1. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

При изучении подземных процессов важное значение имеет знание свойств горных пород. Добываемые в настоящее время нефть и газ залегают в самом верхнем слое земной коры, на глубинах, не превышающих 5-6 км. Вообще же земной корой называют верхний слой нашей планеты мощностью 30-50 км. Этот слой Земли, а также атмосфера и Мировой океан содержат почти все элементы периодической системы. При этом 98,5% вещества земной коры составляют восемь элементов - кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. Земная атмосфера содержит 78% азота и 21% кислорода и лишь 1% составляют углекислота и инертные газы. В воде океана находится около половины всех известных элементов.

Химические элементы довольно редко встречаются в природе в чистом виде. В большинстве случаев они входят в состав химических соединений или смесей. Вещества земной коры, состоящие из одного химического соединения, называются минералалга. Хорошо известными примерами минералов являются кварц SiOg, известняк CaCOg, магнетит Гез04 и др. Многие минералы имеют кристаллическое строение.

Горными породами называются более сложные вещества, состоящие из совокупности минералов. Многие горные породы, залегающие в земной коре, имеют полости - поры, каверны, трещины, карстовые пустоты и т. д., являющиеся емкостью, в которой могут содержаться вода, нефть и газ.Горные породы, обладающие емкостью, которая может быть заполнена жидкими и газообразными веществами, называются породами-коллекторами. Породы, в емкости которых содержатся нефть и газ, называются Коллекторами нефти и газа.

Породы - коллекторы нефти и газа бывают различных типов. По характеру емкостного пространства коллекторы делятся на норовые, трещинные, кавернозные и смешанного типа, т. е. порово-тре-щинные, порово-трещинно-кавернозные и т. д. По характеру пород