Об одной термодинамически согласованной модели разбухания глинистого сланца

Abstract

Модифицированный вариант линейной теории пороупругости, описываемый тремя упругими параметрами, применяется к математическому моделированию сланцевого разбухания с водным электролитом. Предполагается, что сланец ведет себя как изотропная идеальная ионная мембрана, и в этом случае разбухание зависит только от полного напряжения и от химического потенциала воды в порах горной породы. Получена формула для коэффициента Пуассона, выражающаяся тремя упругими параметрами, физическими плотностями насыщенной жидкостью пористой среды, а также коэффициентом пористости. Показано, что коэффициент диффузии является функцией коэффициента межфазного трения (проницаемости) и обратно пропорционален коэффициенту пористости. Получены формулы для анализа плоской деформации вокруг ствола скважины. A modified version of the linear poroelasticity theory described by three elastic parameters is applied to the mathematical modeling of shale swelling with an aqueous electrolyte. It is assumed that the shale behaves as an isotropic ideal ionic membrane, and in this case, swelling depends only on the total stress and on the chemical water potential in pores of the rock. A formula is obtained for the Poisson coefficient in terms of three elastic parameters, the physical densities of the saturated fluid of the porous medium, and the porosity coefficient. It is shown that the diffusion coefficient is a function of the coefficient of interfacial friction (permeability) and is inversely proportional to the coefficient of porosity. The formulas for the flat strain analysis around the wellbore were obtained.