Коэффициент Био в терригенном разрезе: методы исследования и практическая значимость

Abstract

В представленной работе описывается понятие коэффициента Био (коэффициента пороупругости) как значимого физического параметра в теории эффективных напряжений, используемой для описания пороупругого состояния горных пород, а также интервал изменения коэффициента Био в зависимости от пористости и особенностей строения матрицы горных пород. Представлен обзор наиболее известных и практически значимых способов определения значений коэффициента пороупругости: методы Уиллиса, Франкута и Абасса, измерений проницаемости пород в зависимости от эффективного напряжения, а также изменения давления обжима в соотношении к изменению порового давления. Указан список распространенных корреляционных зависимостей для оценки коэффициента пороупругости. Продемонстрированы подходы и кратко описаны процедуры специальных лабораторных исследований керна. Продемонстрированы результаты интерпретации данных и установления взаимосвязей величин для объектов разработки одного из месторождений в Западной Сибири. Определены корреляционные зависимости коэффициента Био по отношению к фильтрационно-емкостным свойствам пласта (ФЕС), акустическим и упругим свойствам горных пород для продуктивных интервалов пластов БУ16, БУ17, Ач3-4, Ач5 и Ач6. Для определения характерных значений коэффициента Био в отдельных объектах разработки предлагается метод, основанный на построении диаграммы размаха («ящиков с усами»). Представленный материал будет полезен инженерам-геомеханикам в целях уточнения напряжённо-деформированного состояния на схожих по фильтрационно-емкостным и упруго-прочным свойствам горных пород Западной Сибири. Результаты имеют практическую значимость для обеспечения стабильности стволов скважин и моделирования процессов гидравлического разрыва пласта (ГРП).