Исследование модуля упругости и предела прочности известняковых коллекторов первого яруса среднего карбона

Для определения прочности горных пород проводятся экспериментальные исследования с нагружением образцов. Не всегда удается провести значительное количество экспериментальных исследований с нагружением. Прогнозировать прочностные показатели горных пород можно на основе литологии, пористости, плотности пород и т.д. В данном исследовании оценивалась возможность использования известных методов для прогнозирования статистического модуля Юнга известняков башкирского горизонта Москудинского месторождения. На месторождении отобрано восемь образцов горных пород, для каждого образца определены плотность, пористость и проницаемость до нагружения. В процессе нагружения определялись статический и динамический модуль Юнга и предел прочности на растяжение. Отмечено, что известные методы правильно отражают направление изменения статистического модуля Юнга от динамического значения, но для каждого географического района необходимо вводить уточняющие коэффициенты. Получена зависимость статистического модуля Юнга от динамического. На основе метода наименьших квадратов выявлено, что из известных параметров до нагружения на статистический модуль Юнга наибольшее влияние оказывают плотность и пористость горных пород, а на предел прочности на разрыв дополнительно влияет проницаемость. Большим пределом прочности на разрыв обладают низкопроницаемые породы. При снижении проницаемости с 5223 до 0,002 мД и пористости с 22,9 до 0,54 % предел прочности на разрыв в пластовых условиях увеличился с 44,1 до 166,2 МПа. Соответственно, в высокопроницаемых пористых породах для создания трещин при гидроразрыве пласта требуются меньшие давления.

Study of the elastic modulus and tensile strength for limestone reservoirs of the first tier of the middle carboniferous

To determine the strength of rocks, experimental studies are carried out with loading of samples. It is not always possible to conduct a significant number of experimental studies on loading. It is possible to predict the strength parameters of rocks based on lithology, porosity, density of rocks, etc. The current study assessed the possibility of using known methods to predict the statistical Young's modulus of limestones of the Bashkir horizon of the Moskudinskoe deposit. Eight rock samples were selected from the field; density, porosity, and permeability before loading were determined for each sample. During the loading process, the static and dynamic Young's modulus and tensile strength were determined. It is noted that the known methods correctly reflect the direction of change in the statistical Young's modulus from the dynamic value, but for each geographical area it is necessary to introduce clarifying coefficients. The dependence of the static Young's modulus on the dynamic one is obtained. Based on the least squares method, it was revealed that the density and porosity of rocks have the most significant effect on the known parameters before loading on the static Young’s modulus, and the tensile strength is additionally affected by permeability. Low-permeability rocks have a greater tensile strength. With a decrease in permeability from 5223 to 0.002 mD and porosity from 22.9 to 0.54 %, the tensile strength in reservoir conditions increased from 44.1 to 166.2 MPa. Accordingly, in highly permeable porous rocks, lower pressures are required to create fractures during hydraulic fracturing.