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 Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Ученые обнаружили, что дубы выработали эффективную стратегию, позволяющую им защищаться от пожирающих молодую листву гусениц — если предыдущий весной деревья сильно пострадали от их нашествия, то на следующий год почки распустятся на три дня позже. Трехдневной задержки достаточно, чтобы резко снизить выживаемость гусениц.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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