Анизотропность свойств горных пород

Анизотропность свойств горных пород зависит от упругих свойств, плотности, структурных и ее текстурных особенностей. Этот показатель, как и степень наклона чередующихся по твердости и мощности пластов, оказывает наибольшее влияние (из геологических причин) на искривление скважин. Поэтому при изучении закономерностей естественного искривления скважин очень важно располагать данными об этом показателе.

Анизотропностью называется способность твердых тел в разной степени проявлять одни и те же свойства в зависимости от направления, в котором они определяются. Анизотропность свойств пород может проявлятся не только у явно слоистых пород, но и у пород, разбитых строго ориентированной системой трещин или имеющих рассланцовку тектонического происхождения. В таких случаях сопротивление пород разрушению вдоль плоскости трещиноватости выше, чем в перпендикулярном направлении.

Существуют различные методы оценки анизотропности механических свойств пород.

А.Лубинским введен буровой индекс анизотропии, определяемый как

1-А=υ_II/υ_┴,              (1.50)

где А - показатель анизотропии (А=0 соответствует изотропной породе); υ_II и υ_┴ - буримость горных пород соответственно параллельно напластованию и перпендикулярно к нему.

Поскольку υ_┴ имеет максимальное значение, то индекс анизотропии всегда меньше единицы и для осадочных пород оценивается значением от близкого к нулю до 0,75.

Анизотропию пород можно оценить и по акустическим данным путем сравнения скорости распространения ультразвуковых волн в двух диаметрально противоположных направлениях - ζ₁ по высоте (вдоль) образца породы (керна) и ζ₂ по диаметру

Анизотропия механических свойств некоторых пород показана в табл. 1.3

Таблица 13

Коэффициент анизотропии теплопроводности слоистых пород в среднем составляет 1,10-1,50. В слоистых средах наблюдается большая теплопроводность вдоль слоистости (λ_II), чем перпендикулярно слоистости (λ_┴).

Для практических расчетов принимается среднее значение:

λ=1/2 (λ_II+λ_┴)