книги из ГПНТБ / Джавадов, Д. М. О некоторых явлениях, происходящих во взаимодействующих телах

Д. М. ДЖАВАДОВ

Я.Д. ДЖАВАДОВ

ОНЕКОТОРЫХ ЯВЛЕНИЯХ, ПРОИСХОДЯЩИХ

ВО ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ТЕЛАХ

ш

Йглл^ .

АЗЕРБАЙДЖАНСКОЕ ГОСУДАРСТВ ЗНБОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО

I

\

ОТ РЕДАКТОРА

Предлагаемый вниманию читателей труд Д. М. Джавадова и Я. Д. Джавадова затрагивает актуальные вопросы, связанные с изучением тре­ щиноватости горных пород. В нем с новыхпозиций рассмотрен цикл воп­ росов, имеющих как большое научное, так и практическое значение. Учи­ тывая дискуссионность некоторых положений авторов, мы сочли необхо­ димым снабдить данную работу небольшим предисловием.

.Закономерности, которые приводятся в настоящей работе, установ­ лены авторами при изучении коллекторских свойств трещиноватых по­ род. В ходе выполнения работы они изучили физическую сущность про­ цесса возникновения трещин. При этом они ознакомились 'с некоторыми теоретическими вопросами, касающимися области пластической деформа­ ции. Неудовлетворительность существующей теории пластической дефор­ мации Г. Беккера и неудовлетворительное объяснение им процессов деформации позволили авторам отнестись критически к некоторым опы­ там, проведенным в области пластической деформации.

Как известно, процессы деформации, происходящие в природных ус­ ловиях, несколько отличаются от процессов деформации, происходящих в лабораторных условиях, на что авторы обратили особое внимание. До настоящего времени на процессы образования скорлуповатости в осадоч­ ных горных породах и шаровых отдельностей в изверженных не обращали достаточного внимания. Кроме ,того. ряд исследователей не учел рацио­ нальное зерно (эллипсоид деформации) теории Г. Беккера, что и послу­ жило причиной неправильного понимания некоторых явлений, происходя­ щих во взаимодействующих телах.

Обычно в литературе вначале приводятся результаты изучения про­ цессов деформации в изотропных телах, а затем — в анизотропных.

Поскольку горные породы большей частью' являются анизотропными и авторы изучили процессы деформации в основном в них, в настоящей работе разбираются процессы деформации сначала в анизотропных, а за­ тем в изотропных телах.

В сущности, в настоящей работе по различным видам остаточной де-

-формации в горных породах устанавливаются процессы деформации, про­ исходящие на больших глубинах'. Разрешаются некоторые вопросы меха­ ники, которые на сегодня либо истолкованы недостаточно ясно, либо ос­ таются неразрешенными.

Как показали исследования авторов, в процессе деформации в теле возникают реактивные силы, существование которых до сих пор не было известно. Скалывание производится этими реактивными силами. Они дей-

' 3

ствуют в направлении, противоположном существующим скалывающим

силам, принятом на сегодня в механике.

Впервые устанавливается направление смешения частиц в телах в процессе их деформации. Уточняется существующая теория о чистом сдвиге и дается новый чистый сдвиг, который наблюдается в практике.

в твердых телах на базе экспериментов и природных явлений устанавли­ ваются некоторые явления, происходящие во взаимодействующих телах независимо от их состояния.

В связи с этим на базе экспериментов и природных явлений разви­ ваются существующие теории о ьолнах. Устанавливается истинное строе­ ние волн и лучей, направление колебания частиц внутри волн и лучей в анизотропных и изотропных средах и т. д.

Приводится новая, на наш взгляд, обоснованная простая кристалло­ оптика.

Выводы, сделанные в аспекте развития земной коры, являются вполне обоснованными.

Авторы приводят в работе новую космогоническую гипотезу, основан­

Джеффрис и др. Однако Д. М. и Я. Д. Джавадовы независимо от пре­ дыдущих гипотез, на наш взгляд, создали стройную гипотезу.

Нам представляется, что данный труд окажется полезным и вызовет интерес в широких кругах геологов, геофизиков и других специалистов, разрабатывающих аналогичные проблемы.

I

* .

I

1

/

ПРЕДИСЛОВИЕ

Открытие новых нефтяных и газовых месторождений, приуроченных к трещинным коллекторам, поставило перед нефтяниками много сложных проблем буквально во всех областях теории и практики.

Одной из весьма сложных проблем, имеющих сугубо теоретическое и большое практическое значение, является физическая сущность процессов возникновения трещин в гор­ ных породах. Настоящая работа в основном посвящается этой проблеме.

В работе рассматривается физическая сущность процессов ■ возникновения трещин в горных породах и некоторые другие природные явления, связанные с этими процессами. Так, на

/основе природных явлений и лабораторных исследований, вопреки положениям, принятым на сегодня в трещинной тек-

тонике; впервые с полной несомненностью доказывается, что

>тектонические трещины в анизотропных породах располагают­ ся параллельно круговым сечениям эллипсоида деформации, а‘в изотропных — параллельно линиям, соединяющим накрест точки пересечения круга, равновеликого с эллипсом деформации.

Тектонические отдельности некоторых мергелей и пелитоморфных известняков, шаровые отдельности, некоторые отдельности каменных углей и т. д. имеют скорлуповатое строение, т.х. е. слагаются скорлупами равных сопротивлений; толщина последних от центра отдельностей к периферии

.увеличивается. На срезе этих скорлуп в природных условиях образуются концентрические валы и углубления наподобие

концентрических волн, возникающих у места, падения капли в воду.

На основе природных явлений и экспериментов устанавли­ вается направление смещения частиц во взаимодействующих телах в процессе ид взаимодействия, независимо от их состоя­ ния. В связи с этим Установлено, что в процессе деформации в телах независимо от их состояния возникают реактивные силы,

%

Г Л А В А 1

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

§1. Значение трещиноватости горных пород

внародном хозяйстве

Не имея возможности дать даже самый краткий обзор весьма обширной литературы о значениях трещиноватости гор­ ных пород, мы приводим некоторые главнейшие работы по дан­

растворы, и как емкости, которые заполнялись рудообразую­ щими минералами. Трещиноватость в инженерной геологии рассматривается как важное свойство горных пород, обус­ ловливающее фильтрацию и аккумуляцию водных ресурсов.

Кроме того, она ведет к снижению прочности, уменьшению сопротивляемости, выветриванию и увеличению пористости и проницаемости пород и этим создает условия для рациональ­ ного ведения горнопроходческих работ. , ’

Исследование трещиноватости в горной промышленности не только облегчает труд человека, но и позволяет увеличи­ вать производительность труда. Для максимального исполь­ зования трещиноватости создаются специальные механизмы.

Горные разработки благоустраиваются в соответствии с характером трещиноватости горных пород. Однако при производстве строительных работ трещиноватость пород существенно оказывает отрицательное ' влияние, уменьшая прочность сооружения. Во многих случаях в зависимости от характера трещиноватости целые участки могут быть непри­ годными под строительство сооружений. Трещинбватость ока-

7

зывает благоприятное влияние на фильтрацию нефти t скважинах и воды в колодцах.

Для увеличения дренажа нефтеносных горизонтов произ­ водятся специальные работы погидравлическим разрывам пластов, что позволяет увеличить добычу нефти. Вот почему в инженерной геологии, горной промышленности и при разведке и разработке нефтяных месторождений изучению трещинова­ тости горных пород уделяется большое внимание.

Давно было замечено, что трещины в горных породах располагаются не беспорядочно, а образуют определенные системы, закономерно сопряженные друг с другом.

Первые попытки установления этих закономерностей с целью объяснения происхождения сланцеватости горных пород были сделаны еще в конце прошлого столетия.

Во многих случаях морфология земной поверхности связа­ на с трещиноватостью. Так, направление рек, долин, морских берегов и других форм рельефа часто обусловливается боль­ шими тектоническими трещинами.

История изучения трещинных коллекторов нефти и газа относится к давнему времени.

Еще во второй половине Прошлого столетия многими ис­ следователями было отмечено, что многочисленные трещины, приуроченные к осям антиклиналей, являются основной причи­ ной скопления нефти и что между количеством трещин и коли­ чеством нефти имеется прямая зависимость. Также было под­ мечено, что одним из основных условий образования залежей нефти является наличие многочисленных трещин, создающих определенные пути миграции нефти в породы-коллекторы. Антиклинальные складки считались местом интенсивного натяжения, с чем связывалась трещиноватость пород, обусло­ вившая образование трещинной полостности.

В конце прошлого века было замечено, что взаимосвязь скважин ориентирована в направлении простирания преобла­ дающих трещин, наблюдаемых в обнажении. Часто рядом расположенные скважины этого месторождения, независимоот глубины их, взаимодействовали друг с другом и т. д.

Крупнейшие^ мире ира’нскпе и иракские месторождения нефти, как известно, приурочены к краевой части складчатой области Альпийско-Гималайской геосинклинали.

Интенсивная складчатость и прогибы слоев в этой области создали весьма значительную сеть трещин, которая является хорошим полем фильтрации и аккумуляции нефти. Практикой совершенно точно'установлено, что между трещиноватостью и продуктивностью скважин существует прямая зависимость. *

Все вновь открывающиеся месторождения промышленной нефти, связанные с трещинными коллекторами, свидетельст­ вуют о необходимости всестороннего и углубленного изучения трещиноватых пород-коллекторов нефти и газа.

Как видно из всего изложенного, изучение трещиноватости горных пород среди других геологических вопросов занимает важное место, так как с изучением этого параметра горных пород, помимо промыслово-геологических задач, решаются сложные задачи инженерной геологии, геоморфологии, горно­ го дела, рудной геологии, геотектоники и др., имеющие огром­ ное значение в народном хозяйстве.

♦

§ 2. Краткий обзор некоторых системных трещин, встречающихся в горных породах

В результате тектонических процессов почти во всех хрупких горных породах возникают две взаимно пересекающи­ еся системы трещинных плоскостей. На плоскостях наслоения однородного слоя поперечные сечения этих трещинных плос­ костей составляют две взаимно пересекающиеся системы трещин (рис. 1), а по мощности одну систему (рис. 3, извест-

I'

Рис. 1. Две взаимно пересекающиеся системы трещин на плоскости наслоения пелитоморфных известняков (Дагестан, Казбекский район, форамшшферрвые отло-; жения, фото В. Л. Галина)

няки). В результате этого слои горной породы разбиваются на тектонические отдельности (рис. 2).

Кроме указанных трещин, в горных породах встречаются

9