Федеральное агентство по образованию сибирское отделение российской академии наук администрация новосибирской области комиссия российской федерации по делам

Вид материалаДокументы

Содержание


Анализ существующих баз данных инженерно-геологической информации и их структура
Моделирование образования трещины флюидоразрыва вблизи свободной поверхности
Моделирование последовательного развития параллельных дисковых трещин гидроразрыва
Подобный материал:
1   ...   36   37   38   39   40   41   42   43   44

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ БАЗ ДАННЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И ИХ СТРУКТУРА

П. Л. Клепов, Н. А. Корабельников

Воронежский государственный университет


В настоящее время накоплено достаточно большое количество инженерно-геологических данных на бумажных и электронных носителях, включая Центрально-черноземный регион, но в котором еще не осуществлены работы по анализу и обобщению информации о физико-механических характеристиках грунтов.

Целью данной работы является в получении региональной зависимости изменчивости физико-механических характеристик грунтов на указанной территории. Инновационность работы заключается в использовании полученных закономерностей для создания региональных таблиц прочностных и деформационных характеристик песчаных грунтов, что требуют нормативные документы и необходимо для оптимизации состава работ и значительного удешевления проведения инженерно-геологических изысканий.

Главной сложностью при практическом использовании существующих баз данных (БД) – это различие в структуре данных у различных предприятий. Для практического использования накопленной в БД информации необходимо понять ее структуру, что дает возможность приведения данных к единой информационно-логической форме [1].

В данной работе рассматриваются подходы формирования единой базы физико-механических характеристик грунтов на примере Центрально-черноземного региона (на примере песчаных грунтов) и использовании этих данных при последующей статической обработке с помощью программных средств (MathCad, Statistica и др.)

Все БД обладают географической координатной привязкой, а это дает возможность формирования единой пространственной геотехнической модели, (отражающей пространственную изменчивость физико-механических свойств).

Конечным результатом работы станет создание региональных таблиц нормативных значений прочностных и деформационных характеристик песчаных грунтов Центрально-черноземного региона, аналогичных существующим, которые составлены на основе данных по территории г. Москве и Московской области.

______________________________

1. T. M.Connolly and C. E. Begg, Database systems: a practical approach to design, implementation, and management, Addison-Wesley, P. 226 (2005).


Научный руководитель – Н. А. Корабельников

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ ФЛЮИДОРАЗРЫВА ВБЛИЗИ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

И. Д. Кожемякин

Институт горного дела СО РАН

Новосибирский государственный университет


Флюидоразрыв является одним из технологических приемов разрушения горных пород. Наиболее широкое применение и развитие такая технология получила при гидроразрыве нефтяных пластов. Кроме этого флюидоразрыв применяется для управляемого разрушения горных пород при посадке трудно обрушаемой кровли, где во многих случаях рост трещины флюидоразрыва происходит вблизи свободной поверхности массива или вблизи других трещин. Это приводит к тому, что трещина развивается криволинейно. В связи с этим актуальным является теоретическое моделирование развития криволинейных трещин при флюидоразрыве. В последнее время развиваются методы расчета развития трещин в трехмерном пространстве. Для реализации расчета развития осесимметричных трещин в ИГД СО РАН используется метод граничных элементов. Важным вопросом при разработке расчетных схем является проверка соответствия их результатов данным экспериментов.

Данная работа состоит из эксперементальной и теоретической части. В первой описываются этапы проведения 8 экспериментов по флюидоразрыву в блоках из оргстекла, начиная со стадии разработки установки и заканчивая оценкой полученных результатов. Исследовано влияние вязкости пластилина, глубины расположения зародышевой трещины относительно свободной поверхности и объемов закачиваемого флюида на форму образующихся трещин. Использование пластилина разных цветов в нескольких экспериментах дало возможность по шагам рассмотреть ход развития трещины. Во второй части расчитывается развитие трещины в различных постановках задач теории упругости. Первым шагом было использование более простой модели в плоской постановке задачи теории упругости. В дальнейшем был осуществлен переход к осесимметричной постановке задачи и более сложной модели. Итогом работы является сравнение решений теоретической задачи с данными экспериментов.


Научный руководитель - д-р физ.-мат. наук Е. Н. Шер

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ДИСКОВЫХ ТРЕЩИН ГИДРОРАЗРЫВА

И. В. Колыхалов

Институт горного дела СО РАН

Новосибирский государственный университет


В последнее время крупнейшие добывающие компании демонстрируют большой интерес к развитию технологий добычи сланцевого газа. Сланцевый газ лучше всего извлекать путем вскрытия больших площадей, используя технологию гидроразрыва пласта, т. е. постоянного бурения большого количества длинных горизонтальных скважин с созданием трещин гидроразрыва перпендикулярно скважине через определенный интервал путем отдельного проведения. Но при этом возникает вопрос: на каком минимальном интервале друг от друга можно проводить полноценные гидроразрывы пласта? До настоящего времени основные исследования в области гидроразрыва были направлены на изучение множественных гидроразрывов, развивающихся одновременно. В результате, вопросы о взаимодействии развивающихся трещин с уже имеющимися изучены недостаточно.

В работе рассматривается изотропное упругое тело в условиях осесимметричной деформации, на бесконечности нагруженное давлениями Pxx=Pyy, Pzz. Имеются две дисковые трещины радиусов r и R (зародышевая и имеющаяся). Граничные условия на берегах трещин: 1) обе трещины нагружены давлением P и P0 соответственно 2) в зародышевой трещине задано давление P, в имеющейся – раскрытие U. Расстояние между трещинами h. На основе данной постановки выведена формула расчета давления, необходимого для начала роста зародышевой трещины. Определена зона влияния имеющейся трещины на зародышевую. Построены траектории развития новой трещины в поле влияния имеющейся. На основе реальных данных месторождений построена модель развития трещины в зависимости от давления внутри этой трещины, прочностных свойств коллектора и расстояния между трещинами.

______________________________

1. M. Aghighi, S. Rahman, Initiation of secondary hydraulic fracture and its interaction with the primary fracture. Journal of Rock Mech. and Min. Sciens., 47 (2010).

2. M. M. Rahman, M. M. Hossain, D. G. Crosby, Analytical, numerical and experimental investigations of transverse fracture propagation from horizontal wells. Inter. Journal of Rock Mech. and Min. Sciens, 35 (2002).


Научный руководитель – д-р физ.-мат. наук Е. Н. Шер