Соответствие между разными способами определения хрупкости пород поможет в нефтедобыче

Оценка хрупкости горных пород — одна из важнейших задач при планировании и разработке месторождений. Выявление индекса хрупкости требует создания точных математических подходов. Чаще всего выделяются три: определяются либо минеральные индексы хрупкости, либо индексы, устанавливаемые в зоде геофизических исследований скважин, либо же упругие индексы хрупкости. Однако определения зачастую противоречат друг другу.

«Мы проанализировали индексы хрупкости, обычно используемые при изучении месторождений углеводородов. Рассматривали три группы показателей, сгруппированных по типу данных, используемых для оценки хрупкости. Хотелось понять, почему использование разных определений приводит к противоположным результатам даже для одних и тех же пород. В своей работе мы пытались ответить на вопрос, как же выбрать из всех определений хрупкости — а их несколько десятков — правильное», — рассказал Никита Дубиня, ведущий научный сотрудник центра прикладной геофизики МФТИ. «Хорошо известно, что многие физические свойства горных пород, включая упругие, зависят не только от их состава, но и от микроструктуры. Под микроструктурой понимают форму минеральных зерен, пустот, заполненных разными флюидами и иными веществами (органикой, солями). Вследствие этого можно ожидать, что и индексы хрупкости, определяемые по упругим свойствам пород (или упругая хрупкость), должны проявлять закономерное изменение при изменяющихся параметрах микроструктуры», — рассказала Ирина Баюк, главный научный сотрудник Института физики Земли РАН.

Моделирование, проведённое учёными, помогло установить количественную связь между спецификой внутреннего устройства пород и их свойствами, которые можно измерить эмпирически. Оказалось, что разные определения индекса хрупкости в конечном счёте качественно связаны друг с другом.

«Проблем с оценкой хрупкости для практических нужд много: есть разные способы определения индекса хрупкости; данные, используемые для оценки, получают на различных временных и пространственных масштабах. Тем не менее понимание природы хрупкости и построение математических моделей пород дает возможность проверить, какой из способов оценки хрупкости является правильным для каждого конкретного случая. Однако создание единого подхода к определению хрупкости горных пород еще не завершено — эта проблема заслуживает дальнейшего изучения», — дополняет Никита Дубиня.

Фото: МФТИ