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 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

Таблица 26

Скорости распространения продольных (Vp) и поперечных (s) волн (м/с) в горных породах при

различных всесторонних давлениях

Всестороннее давление, кгс/см»

Базальт

Гр анит

Известия к

1,78 1,68

1,68 1.64

1,94 1,92

4880 I 2880 1,7 5040 2930 1,72

3690 I 2350 I 1,57 37бО 2390 1,57

3180 I 1830 I 1,74 I 3240 1880 1,73

2000 I 1195 I 1,67 I 2440 1470 1,66

Доломит I 5110 I 2970 I 1,72 5150 ЗОЮ

Песчаник I 3816 I 2427 I 1,57 3870 2450

Песчанистая глина I 3340 I 1930 I 1,73 I 3370 1950 Песчанистый мергель I 2695 I 1645 I 1,64 I 2860 1765

1,71 I 5170 I 3030 I 1,71 I 5180 3030 1,71

1,58 I 3900 I 2490 1,57 3937 2500 1,57

1,73 I 3400 I 2000 1 1,7 3400 2000 1,7

1.62 I 2950 I 1840 1,61 ЗОЮ 1880 1,6

с учетом изложенных обстоятельств особый интерес в этом отношении представляют исследования связи между скоростью или относительной скоростью распространения упругих волн и емкостью пустот горных пород. В ка-

честве примера такого рода связи на рис. 53 приводится корреляционная зависимость отношения скорости распространения продольных волн Vp в насыщенных жидкостью образцах гранулярных и карбонатных пород к скорости распространения их в насыщающей жидкости от полной емкости пустот этих пород т. Насыщающими жидкостями была вода и керосин. Эта связь аппроксимируется следующей формулой;

- = 3,9-9,9т, (194)

Z5 m.%

Рис. 53. Зависимость относительной скорости распространения продольной волны от пористости:

1 - в песчаниках, насыщенных 10%-шп1 раствором NaCl; г - в песчаниках, насыщенных керосином; 3 - в известняках, насыщенных 10%-ным раствором NaCl

где т - коэффициент полной емкости пустот в долях единицы.

Относительная погрешность при оценке емкости пустот по этой формуле в данном случае составляет ±8,7%. Исследования прово-и. дились на цилиндрических

образцах керна размером 3x3 см, при использовании пьезодатчиков с частотами 300-500 кГц.

Согласно этим исследованиям скорость распространения продольных волн в горных породах увеличивается с уменьшением пористости и увеличением их плотности и плотности насыщающих жидкостей. На рис. 54 показано увеличение скорости распространения продольных волн в горных породах с увеличением их плотности

23 и 2,8 2,9 5,0 5.1 3,2 р,ЩС1

Рис. 54. Зависимость скорости распространения продольных волн в изверженных и метаморфических породах от плотности при р = 4000 кгс/см*:

I - граниты; 2 - основные породы; з - ультраосновные породы; t - метаморфические породы

при всестороннем давлении р = 4000 кгс/см по данным Е. И. Баюк [18]. На скорость распространения упругих волн в горных породах влияют также: минералогический состав пород, структура пустотного пространства, состав цемента и характер его распределения. Наконец, скорость распространения упругих волн зависит от на-

пластования пород [80]: параллельно напластованию она больше, чем перпендикулярно к нему.

При таком многообразии факторов, влияюш;их на скорость распространения упругих волн в горных породах, нельзя надеяться на получение единой зависимости ее от емкости пустот. Особенно это маловероятно, когда они насыщены разными жидкостями или газами. По-видимому, в этом отношении наиболее удобно использовать относите.льную скорость распространения упругих волн (см. рис. 53). Не исключено, что в некоторых случаях для этой цели возможно применять отношение скорости распространения продольных волн к скорости поперечных, когда V Ф const. На рис. 55 показана такая зависимость т = f {vjv для изверженных и метаморфических пород при атмосферном давлении, построенная по материалам Е. И. Баюк [18]. За исключением небольшого числа отклонений между т и fp/fj. в данном случае наблюдается вполне отчетливая корреляционная связь. Если величина V постоянная и близка к 0,25, то отношение vjv = 1,732 и, следовательно, не зависит от т. Скорости продольных и поперечных волн в массиве соответственно равны

15 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 [ji/i/s

Рис. 55. ЗависимостьГмеж.цу пористостью изверженных метаморфических пород и отношением скоростей распространения продольных и поперечных волн при атмосферном давлении для различных образцов

E{i-v)

p(l-fv) (l-2v)

(195)

(196)

В стержне упругого тела [87], поперечные размеры которого меньше длины волны, скорость распространения продольных волн Vp выражается формулой

(197)

где р - плотность тела.

Формулы (195)-(197) используются в лабораторной практике для определения динамических величин модуля Юнга и модуля сдвига G.

Из формул (195) и (197) следует, что скорость распространения продольных волн в неограниченном твердом теле больше, чем в стержне, так как упругость тела в том и другом случаях неодина-