Найдены факторы, определяющие хрупкость горных пород
Ученые из МФТИ и Института физики земли имени О. Ю. Шмидта сравнили три подхода, применяемых для расчета хрупкости горных пород в местах скопления нефти.
Результаты работы опубликованы в журнале Applied Sciences. Разведка и разработка месторождений нефти связана со многими областями прикладных наук. Сложно изучать процессы фильтрации, планировать бурение скважин и проводить гидроразрыв пласта без понимания гидродинамики и механики горных пород. Постоянно усложняющиеся условия добычи ставят все новые задачи перед учеными. Одна из таких них — оценка хрупкости горных пород.
Хрупкость среды — очень сложное по своей природе понятие. В целом ясно, что такое хрупкость в бытовом смысле. Сравнивая два материала, например стекло и пластилин, можно интуитивно понять, что стекло хрупкое, а пластилин — нет. Хрупкость имеет различные определения: отсутствие пластичности, разрушение материала без пластической деформации или разрушение внутренней структуры. Тем не менее всякий раз, когда ученые пытаются ввести хрупкость как некоторое физическое свойство со строгим математическим определением, возникает ряд проблем.
В то время как на примере стекла и пластилина обнаруживается четкое различие между хрупким и нехрупким материалом, очень трудно утверждать, что стекло в несколько раз более хрупкое, чем пластилин, и говорить, во сколько именно раз. Для некоторых практических задач бывает достаточно качественного определения, однако чаще требуется разработка математических подходов к оценке хрупкости. Так, например, гидроразрыв пласта для увеличения притока нефти желательно проводить в хрупких зонах на месторождениях. В текущих тяжелых условиях добычи углеводородов возникает необходимость именно численных расчетов, а не качественных суждений.
Ученые-нефтяники часто выделяют три способа определения индекса хрупкости: минеральные индексы хрупкости, индексы хрупкости, определяемые по данным геофизических исследований скважин, и упругие индексы хрупкости. Проблема в том, что часто разные определения противоречат друг другу.
«Мы проанализировали индексы хрупкости, обычно используемые при изучении месторождений углеводородов. Рассматривали три группы показателей, сгруппированных по типу данных, используемых для оценки хрупкости. Хотелось понять, почему использование разных определений приводит к противоположным результатам даже для одних и тех же пород. В своей работе мы пытались ответить на вопрос, как же выбрать из всех определений хрупкости — а их несколько десятков — правильное», — рассказал Никита Дубиня, ведущий научный сотрудник центра прикладной геофизики МФТИ.
Проведенное моделирование позволило ученым получить важные результаты для установления взаимосвязи между микроструктурой горных пород, динамическими модулями упругости и деформациями при внешних нагрузках.
«Хорошо известно, что многие физические свойства горных пород, включая упругие, зависят не только от их состава, но и от микроструктуры. Под микроструктурой понимают форму минеральных зерен, пустот, заполненных разными флюидами и иными веществами (органикой, солями). Вследствие этого можно ожидать, что и индексы хрупкости, определяемые по упругим свойствам пород (или упругая хрупкость), должны проявлять закономерное изменение при изменяющихся параметрах микроструктуры», — рассказала Ирина Баюк, главный научный сотрудник Института физики Земли РАН.
Проведенное моделирование позволило установить количественную связь между особенностями внутреннего строения породы и свойствами пород, которые можно измерить экспериментально, с помощью геофизических исследований скважин. Было обнаружено, что на первый взгляд не связанные определения индекса хрупкости качественно согласуются друг с другом. «Мостиком» к установлению связи между ними оказалась именно внутренняя структура пород.
«Проблем с оценкой хрупкости для практических нужд много: есть разные способы определения индекса хрупкости; данные, используемые для оценки, получают на различных временных и пространственных масштабах. Тем не менее понимание природы хрупкости и построение математических моделей пород дает возможность проверить, какой из способов оценки хрупкости является правильным для каждого конкретного случая. Однако создание единого подхода к определению хрупкости горных пород еще не завершено — эта проблема заслуживает дальнейшего изучения», — дополняет Никита Дубиня.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Астрономы показали, что внутри космических пустот (войдов) все же формируются связанные группы галактик. Причем их свойства могут радикально отличаться от аналогичных систем в более «густонаселенных» регионах. Такие группы позволяют проверить, как окружающая среда влияет на рост космических структур и распределение темной материи там, где вещества очень мало.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно