Ученые из Перми и Китая изучили механические свойства сланцевых пород на микроуровне

Результаты исследования опубликованы в журнале Bulletin of Engineering Geology and the Environment. ПНИПУ

Об этом сообщила пресс-служба Пермского Политеха (ПНИПУ).

Результаты исследования опубликованы в журнале Bulletin of Engineering Geology and the Environment.
Работа выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая, Программы подготовки научных кадров в китайских университетах и Минобрнауки РФ.


Источник фото: ПНИПУ

Исследование позволит получить подробную информацию о поведении горных массивов, что важно для стабильности скважин и предотвращения их разрушения в процессе бурения.
Особенности структуры сланцевых пород, состоящих из различных минералов, обеспечивают анизотропию их свойств.

Метод микроиндентирования помогает решить проблему дорогостоящего отбора керна из скважин и получить достоверные данные о механических свойствах пород.
Это исследование способствует развитию нефтедобывающей отрасли и пониманию механики сланцевых пород, которые имеют выраженную анизотропию свойств внутри одной среды.
Существует значительный разрыв в понимании анизотропии этого минерала на микроуровне, что делает актуальным проведение дальнейших исследований.
Многие предыдущие исследования были сосредоточены на механических свойствах конкретного типа сланца, однако сравнение с другими типами этого минерала не проводилось, что затрудняло всестороннее понимание его характеристик, поясняет профессор Д. Мартюшев.


Источник фото: ПНИПУ

Исследователи изучили образцы сланца из трех месторождений, проводя детальный анализ их основных механических свойств и анизотропии с применением метода микроиндентирования.
Процесс включал три основные фазы: инструмент проникал в образец, удерживаясь на пиковой глубине вдавливания определенное время, после чего индентор разгружался.
За это время регистрировались все параметры.
Проведение более 50 индентаций для каждого образца позволило ученым определить значения твердости, модуля упругости, прочности, разрушения и хрупкости в разных направлениях.

Анализ анизотропии механических свойств выявил связь между значениями твердости и модуля упругости сланца, а также содержанием хрупких и глинистых минералов.

Полученные результаты являются ключевыми для решения задач бурения и гидравлического разрыва в сланцевых породах.
Исследования, проведенные командой ученых, помогут в понимании механического поведения сланцевых пород, что имеет прямое влияние на развитие нефтяной промышленности.
Открытия, сделанные в рамках данного исследования, могут быть широко применены на практике для успешного решения геологических задач и планирования различных мероприятий, связанных с добычей нефти и газа.