بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مکانیک سنگ نفت
Petroleum Related Rock Mechanics
اسلاید 2 :
مکانیک سنگ نفت
فصل سوم
جنبه هاي زمين شناسي مكانيك سنگ نفت
(Geological Aspects of petroleum Related Rock Mechanics)
اسلاید 3 :
خواص كنوني سنگ ها به فرايندهاي زمين شناسي شكل گرفته در طول سن زمين شناسي سنگ وابسته هستند.
جنبه های زمین شناسی مرتبط با مکانیک سنگ
بطور مثال يك حوضه رسوبی ممکن است در معرض نیروهای تکتونیکی مختلفی قرار گیرد که سبب بروز چرخه های مکرر تنش زایی و تنش زدایی و غیره، گردد كه این فعالیتها نه تنها خواص مکانیکی سنگي، بلکه شرایط مرزی (تنش برجا و فشار منفذی) را نيز تحت تاثیر قرار می دهد.
جالب است كه فرآیندهای زمین شناسی اغلب با وقایع آزمایشگاه مکانیک سنگ قابل مقایسه هستند، به این معنی که چنین آزمایشاتی توانايي توصيف پيشينۀ زمين شناسي را دارند.
هدف از این فصل، ارائۀ مقدمه ای از جنبه های زمین شناسی که دارای اهمیت ویژه ای در مکانیک سنگ مرتبط با نفت بوده و برای پیشبرد درک ما از پدیده های زمین شناسی مورد استفاده قرار گیرد.
اسلاید 4 :
فهرست مطالب
تنشهاي زير زميني
فشار منفذي
جنبه هاي رسوب گذاري
خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
اسلاید 5 :
تنشهاي زيرزميني
تنش هاي قائم
در حالت عادی، یک سازند زیرزمینی بایستی وزن سازندهای فوقانی را تحمل کند.
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
سنگهای رسوبی مورد بررسی در حین حفاری چاه نفت و تولید، نتخلخل بوده و در نتیجه شامل سیال میباشند. در نتیجه فشار منفذی در عمق نيز بايستي مورد بررسي قرار گيرد:
اسلاید 6 :
نسبت تنش افقي به تنش قائم
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
حالت تنش زیرزمینی متشکل از سه تنش اصلی متعامد و یک فشار منفذی میباشد. در صنعت نفت رایج است که تنش قائم یک تنش اصلی فرض شود. اما بایستی مد نظر قرار داد که مواردی وجود دارد که این فرض صادق نمیباشد.
حالت 1) برای شروع، یک منطقۀ رها شده از تنش را فرض کنید که در آن تنش افقی در اثر تنش قائم القا می شود.
اسلاید 7 :
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
اسلاید 8 :
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
اسلاید 9 :
نسبت تنش افقي به قائم
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
اسلاید 10 :
تنشهاي تكتونيكي
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
تنشهای کلی در 1 محدوده با در نظر گرفتن اصل بر هم نهی تنشها محاسبه میشود. به هنگام بحث و بررسی تنشهای زیرزمینی، فعالیتهای پیشین تکتونیکی و اثرات متناظر حاصل از آنها هم از لحاظ مقدار و هم از لحاظ راستای اصلی مورد لحاظ قرار میگیرد.
اسلاید 11 :
نقشه تنش
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
نقشۀ تنش دریای شمال، که تصویری برگرفته از نقشۀ تنش جهان می باشد (رینکر و همکاران 2004(،
اسلاید 12 :
تنشهاي باقيمانده
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
تنشهای باقیمانده ناشی از فرسایش و برآمدگی زمین
نتایج حاصل از آزمایشگاه مکانیک سنگی به ما این امکان را میدهند تا فرایندهای کوچک مقیاسی را که از لحاظ زمین شناسی ساختاری با پدیدههای زمین شناسی بزرگ مقیاس مشابه میباشند را بررسی و مورد مطالعه قرار دهیم.
به طور نمونه ، شکست برشی شکننده در یک نمونۀ آزمایشگاهی نمونۀ کوچکی از گسل میباشد. گسلها به صورت شکستهای برشی با جابجاییهای نسبی در طول صفحۀ شکست تعریف میشوند. سطح شکست، صفحۀ گسل میباشد. رفتار شکنندهای که منجر به تشکیل گسل گردد از مشخصههای رفتار سنگهایی ست که تحت شرایط محصورکنندۀ کم قرار گرفتهاند، یعنی در بعضی موارد شرایط نزدیک به سطح زمین میباشد.
اسلاید 13 :
نقشه تنش در يك گنبد نمكي
نقشه کنتور ساختاری برای قسمت بالای سازند اکوفیسک که نشاندهندۀ آزیموت تنش افقی بیشینه که با توجه به اندازه گیریهای بازیابی کرنش ناارتجاعی. (برگرفته از تئوفل و فارل 1990؛ با اجازه از نویسندگان).
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
اسلاید 14 :
بررسي رابطۀ بين تنش هاي اصلي در گسل ها
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
برای تشریح مساله، مثالهای ساده ای را با لحاظ معیار شکست موهر-کلمب برای شکست برشی مد نظر قرار میدهیم.
اسلاید 15 :
بررسي رابطۀ بين تنش هاي اصلي در گسل ها
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
اسلاید 16 :
رژيم تنش اندرسون
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
گونههای مختلفی از شکست (اندرسون 1950؛ توویس و مورس، 1992) میتوانند با توجه به تئوریهای شناخته شدۀ مختلفی همچون موهر-کلمب طبقه بندی گردند.
اسلاید 17 :
تنشهاي اصلي انواع گسل ها در دواير موهر
شکل3-9-تنشهای بوجود آورندۀ گسلها که توسط دوایر موهر-کلمب نشان داده شده است.
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
اسلاید 18 :
نمونه هاي ديگر پديده تكتونيكي
یک نمونه از این دست ، لغزش به اصطلاح مورب است. بارزترین دلیل این امر این است که جهت تنش ها در راستاهای افقی و قائم نمی باشد.
گسل نرمال، با لغزش مایل
نمایش سطح مقطع تاخوردگی فشاری
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
سنگهای دراعماق زمین، وقتی تحت تاثیر فشارهای محصورکنندۀ زیاد و درجه حرارت بالا قراردارند، در صورت تجاوز از محدوده الاستیک خطی، به سمت رفتاری با شکل پذیری بالا تمایل خواهند داشت. این جریان پلاستیک می تواند هم شامل تغییر در شکل و هم حجم باشد. این ممکن است منجر به چین خوردگی سنگ گردد.
اسلاید 19 :
سیستم شکستگی های پیچیده
تنشهاي زيرزميني فشار منفذي جنيه هاي رسوب گذاري خواص مكانيكي سنگهاي رسوبي
در یک سازند که با فعالیت تکتونیکی قبلی شکسته نشده است، جهت گسل عمدتا با توجه به جهت تنش های اصلی کنترل می شود. ممکن است اگر سنگ قبلاً شکسته شده باشد، جهت گسل می تواند توزیع یابد. در نتیجه حرکت و جابجایی گسل می تواند تا حدودی تحت کنترل جهت گسل قبلی و تا حدودی توسط راستاهای تنش کنونی کنترل شود. سیستم های شکستگی پیچیده از این طریق تولید می شوند.
