Паспорт прочности.
Паспорт прочности горных пород — это графическое представление объёмной прочности горных пород в форме огибающей главных кругов Мора, построенной по результатам (трёхосных) испытаний прочностных свойств пород. Он позволяет оценить условия разрушения пород в различных напряжённых состояниях.
Напряжённое состояние – это совокупность напряжений (тектонических, гравитационных, гидростатических), действующих на горную породу в площадках, проходящих через точку твёрдого деформируемого тела.
Критерий Мора-Кулона демонстрирует, что чем выше перпендикулярные напряжения (выше напряжённое состояние – его тензор), тем выше итоговая прочность горной породы.
Типы разрушения породы.
Типы разрушения горной породы:
Сдвиговое разрушение — это разрушение, вызванное большой разницей эффективного и девиаторного напряжения (средний случай между разрывом и уплотнением), при котором порода начинает скользить друг относительно друга вдоль некоторой плоскости
Разрывное разрушение – это разрушение, вызванное преодолением девиаторным напряжением уровня когезии горной породы без роста эффективного напряжения.
Девиаторное напряжение — это часть тензора напряжений, получаемая путём вычитания из него шаровой части этого тензора (средних напряжений).
В изотропной среде девиаторные напряжения ответственны за изменения формы, за пластическое течение, за ползучесть и в значительной мере определяют разрушение.
Шаровой тензор характеризует напряженное состояние всестороннего растяжения – сжатия частицы тела, а девиатор – напряженное состояние её формоизменения.
Другой формой разрушения пород при сжатии, представляющей интерес для исследования пористых пород, является так называемое уплотнение со сдвигом. Уплотнение со сдвигом обусловлено необратимыми деформациями (пластичностью). Наблюдаемое снижение пористости происходит в результате деформации порового пространства при увеличении прилагаемого давления и/или напряжения сдвига выше предельной величины.
Напряжение в пластовых условиях на глубине никогда не бывает растягивающим. Примером растягивающих нагрузок в пласте: ГРП
Калибровочная информация.
Калибровочная информация в геомеханике включает данные замеров пластового давления, замеры высоты трещин ГРП, мини-ГРП (давление закрытия трещин) и другие параметры.
Также для калибровки модели необходимы данные по минимальному горизонтальному напряжению. На практике это давление закрытия трещины мини-ГРП (на забое), LOT (leak-off test).
Мини-ГРП — это короткий нагнетательный тест, который обязательно проводится перед основным гидроразрывом пласта (ГРП).
Цель мини-ГРП — получение параметров, необходимых для корректировки геомеханических моделей и внесения поправок в программу проведения основного ГРП.
Поровое давление - берётся из данных с ГДМ (гидродинамическая модель), но если их нет, то используется MDT-тест (модульный динамический испытатель пластов), который даёт значение давления в виде точек по стволу скважины
Ещё одна важная составляющая калибровочной информации — информация по направлению главных напряжений. Её можно получить из кросс-дипольной акустики, имеджеров (при условии невысокого зенитного угла). Также направление главных напряжений можно взять из данных микросейсмических исследований, если таковые есть.
Кроме того, для калибровки геомеханической модели для скважин необходимо оценить угол вывала, что можно сделать с помощью скважинного акустического телевизора или акустического/электрического микросканера либо при помощи геометрической аппроксимации.