Experimental study of a porous medium destruction during a pressure drop

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

A number of negative consequences are associated with a pore pressure drop in permeable fluid-saturated rocks: sudden coal outbursts, destruction of the borehole surrounding rock in oil producing wells, methane emissions as a result of permafrost degradation, etc. The article discusses the results of a series of model laboratory experiments to study the destruction of a porous fluid-saturated material of low strength during a rapid pressure release at its boundary. The pressure release rate, strength properties of the material, presence of gas and position of the boundary between gas and liquid were varied. The conditions for the formation of microcracks and permeability growth with repeated cycles of pressurre growth-release were found. It was found that with an increase in the pressure release rate, the number of formed cracks and the depth of destruction increase. Numerical modeling of the formation of macrocracks during pressure release in gas-filled samples was carried out.

作者简介

E. Zenchenko

Sadovsky Institute of Geospheres Dynamics, Russian Academy of Sciences

Email: zenchev@idg.ras.ru
Moscow, Russia

S. Turuntaev

Sadovsky Institute of Geospheres Dynamics, Russian Academy of Sciences

Email: stur@idg.ras.ru
Moscow, Russia

参考

  1. Карев В.И. Влияние характера разгрузки на рост газонаполненных трещин // Процессы в геосредах. 2019. № 2 (20). С. 185–192.
  2. Карев В.И., Коваленко Ю.Ф. Перспективность применения геомеханического подхода для разработки месторождений с низкопроницаемыми коллекторами // Процессы в геосредах. 2020. № 2 (24). С. 675–683.
  3. Карев В.И., Коваленко Ю. Ф., Журавлев А.Б., Устинов К.Б. Модель фильтрации в скважину с учетом зависимости проницаемости от напряжений // Процессы в геосредах. 2015. № 4 (4). С. 34–44.
  4. Карев В.И., Химуля В. В., Шевцов Н.И. Экспериментальные исследования процессов деформирования, разрушения и фильтрации в горных породах // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2021. № 5. С. 3–26. doi: 10.31857/S0572329921050056
  5. Карев В.И., Коваленко Ю.Ф., Химуля В.В., Шевцов Н.И. Определение параметров метода направленной разгрузки пласта на основе физического моделирования на установке истинно трехосного нагружения // Записки Горного института. 2022. Т. 258. С. 906–914. doi: 10.31897/PMI.2022.95
  6. Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. М.: ОГИЗ. 1947. 244 с.
  7. Медведев В.Я., Иванова Л.А., Лысов Б.А., Ружич В.В., Марчук М.В. Экспериментальное изучение декомпрессии, проницаемости и залечивания силикатных пород в зонах разломов // Геодинамика и тектонофизика. 2014. № 5 (4). С. 905–917. doi: 10.5800/GT-2014-5-4-0162
  8. Николаевский В.Н., Басниев К.С., Горбунов А.Т., Зотов Г.А. Механика насыщенных пористых сред. М.: Недра. 1970. 339 с.
  9. Панов В.К. Экспериментальное моделирование процессов, происходящих при извержении типа “направленный взрыв”. Проблемы эксплозивного вулканизма (к 50-летию катастрофического извержения вулкана Безымянный). Материалы первого международного симпозиума. 25–30 марта 2006 г. / Член-корр. РАН Е.И. Гордеев (отв. ред.). Петропавловск-Камчатский. 2006. C. 49–57.
  10. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. 9-е изд. М.: Наука. 1986. 512 с.
  11. Христианович С. А. Распределение давления газа вблизи движущейся свободной поверхности угля // Изв. АН СССР. ОТН. 1953. № 12. С. 1673–1678.
  12. Христианович С.А. Неустановишееся течение жидкости и газа в пористой среде при резких измениях давления во времени или больших градиентах скорости // ФТПРПИ. 1985. № 1. 18 с.
  13. Христианович С.А. Свободное течение грунтовой массы, вызванное расширением содержащегося в порах газа высокого давления. Волна давления. М. 1979. Препринт № 128.
  14. Alidibirov M., Dingwell D.B. Magma fragmentation by rapid decompression // Nature. 1996. V. 380. № 6570. P. 146–148.
  15. Alidibirov M., Dingwell D.B. Three fragmentation mechanisms for highly viscous magma under rapid decompression // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2000. V. 100. № 1. P. 413–421.
  16. Alidibirov M., Panov V. Magma fragmentation dynamics: experiments with analogue porous low-strength material // Bull Volcanol. 1998. № 59. P. 481–489.
  17. Fowler A.C., Scheu B., Lee W.T., McGuinness. M.J. A theoretical model of the explosive fragmentation of vesicular magma // Proc. R. Soc. A. 2010. V. 466. № 2115. P. 731–752.
  18. McGuinness M.J., Scheu B., Fowler A.C. Explosive fragmentation criteria and velocities for vesicular magma // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2012. V. 237–238. P. 81–96.
  19. Rager A.H., Smith E.I., Scheu B., Dingwell D.B. The effects of water vaporization on rock fragmentation during rapid decompression: Implications for the formation of fluidized ejecta on Mars // Earth and Planetary Science Letters. 2014. V. 385. P. 68–78.
  20. Shapiro S.A., Rothert E., Rath V., Rindschwentner J. Characterization of fluid transport properties of reservoirs using induced microseismicity // Geophysics. 2002. V. 67. P. 212–220.
  21. Spieler O., Dingwell D.B., Alidibirov M. Magma fragmentation speed: an experimental determination // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2004. V. 129. № 1. P. 109–123.
  22. Turuntaev S., Melchaeva O., Zenchenko E. Formation Fracturing by Pore Pressure Drop (Laboratory Study). ISRM International Conference for Effective and Sustainable Hydraulic Fracturing 2013, Brisbane, QLD, 20–22 may. InTech 2013. P. 994–1011. doi: 10.5772/56303

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».