Смыкание трещин

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) — процесс улучшения фильтрационной характеристики пласта в результате механического разрыва пласта или увеличения имеющихся трещин — осуществляется нагнетанием в ПЗП рабочей жидкости под высоким давлением (в 1,5—2 раза выше гидростатического) л подачей в образовавшиеся трещины кварцевого песка однородного гранулометрического состава для предотвращения обратного смыкания трещин при уменьшении давления. [c.6]

Сущность этого метода состоит в том, что в ствол скважины закачивают жидкость под высоким давлением, в результате чего в пласте образуются трещины. Чтобы предотвратить смыкание трещин после снятия давления, в пласт вместе с жидкость подают крупно [c.44]

Обычная трактовка эффекта адсорбционного понижения прочности является энергетической. Эффект характеризуется снижением работы образования новых поверхностей твердого тела в процессе деформации и разрушения под влиянием возникновения на них адсорбционного слоя. Однако, очевидно, что возможна и силовая трактовка этих дефектов проникновение адсорбционного слоя по поверхностям развивающегося дефекта (микротрещины) связано с возникновением раздвигающего усилия, пропорционально двухмерному давлению, т. е. понижению поверхностной энергии вдоль границы слоя (стерического препятствия). После разгрузки (снятия напряженного состояния) адсорбционный слой, попавший в микротрещину, развивающуюся под напряжением, вновь вытесняется из нее под влиянием молекулярных сил сцепления, которые действуют в тупиковой области по линейной границе трещины. Именно клиновидный характер сечения трещины в ее тупиковой части неразрывно связан с возможностью обратного смыкания трещины после разгрузки. Трещины же в представлении Гриффитса имеют эллиптическое сечение с поверхностной энергией постоянной вдоль всего контура, кривизна которого повсюду конечна и сохраняет постоянный знак. [c.219]

Благодаря поверхностно-активным веществам (ПАВ) величина Sjl снижается, что в свою очередь уменьшает величину G/1, т. е. энергозатраты на развитие трещин. Адсорбция ПАВ приводит к частичному насыщению свободных химических связей на поверхности твердого тела, препятствуя смыканию трещин. Если под влиянием механического воздействия в частице образовалась микротрещина, но нагрузка для выполнения условия Гриффитса недостаточна, то после устранения нагрузки трещина должна стянуть- [c.256]

Происхождение и форма трещины зависят прежде всего от того, с хрупким или пластическим материалом мы имеем дело. Рассмотрим модели трещин для идеально хрупкого тела, представленные на рис. 7. Гриффит рассматривал микротрещины в форме эллипса. Ребиндер впервые ввел представление о трещине как о щели с асимптотически сходящимися стенками, где свободная поверхностная энергия постепенно меняется от пов. ДО О-Это делает понятным возможность смыкания трещины после удаления нагрузки. Такая же модель трещины предложена затем и в других работах [c.22]

Рассмотрим следующий молекулярный механизм процессов роста и смыкания трещины в хрупком теле, исходя из молекулярной модели трещины (рис. 23). При разрыве связей в вершине трещины (независимо от типа связен в твердом теле) преодолевается потенциальный барьер и. При обратном процессе (восстановление связей между атомами, ионами, молекулами) преодолевается потенциальный барьер и. На [c.45]

Рис. 24. Зависимость потенциальной энергии частиц в вершине трещины от межчастичного расстояния при смыкании трещин в разгруженном образце .

Частоты флуктуаций, приводящих соответственно к росту и смыканию трещины, учитывая, что П=ра, равны [c.48]

Флуктуационные скорости роста и смыкания трещины равны соответственно У1=Ь1 и У2= 2- Следовательно, фактическая скорость роста трещины равна v=v —Ид. При безопасном напряжении а=<Зо эти скорости равны (И1 = и2) и трещина не растет и не смыкается (равновесное состояние трещины). При напряжениях, не очень близких к безопасному, когда а>Оц, имеем и [c.48]

НЫХ условиях. Например, в твердых полимерах, по крайней мере при не очень низких температурах, в вершине треш,ины из-за больших перенапряжений может происходить вынужденно-эластическая деформация, изменяющая конфигурацию вершины трещины и, самое главное, препятствующая после разгрузки образца процессу смыкании трещины. Для таких полимеров скорость роста трещины в широкой области напряжений выражается, формулой (1. 18), которая с учетом поправки на изменение энергии активации с температурой примет следующий вид [c.53]

Г. М. Бартенев (13, 657] рассматривает механизм роста и смыкания трещин в хрупком теле, исходя из молекулярной модели трещины. Если в вершине трещины рвется связь, то преодолевается потенциальный барьер и, а величина барьера при восстановлении связей между элементами структуры равна и. [c.232]

Частоты флуктуаций, приводящих соответственно к росту и смыканию трещины, равны [c.232]

В соответствии с этим скорости роста и смыкания трещины равны и 1)2 = 3 фактическая скорость роста тре- [c.232]

Частота флуктуаций, приводящих к смыканию трещины, определяется следующим выражением [c.297]

Флуктуационные скорости роста и смыкания трещины равны соответственно и У2 = Ху2. Следовательно, фактическая [c.155]

В случае трещиноватого коллектора за зоной кольматации непосредственно следует промытая зона, а затем зона смешения. По некоторым данным в этом случае зона проникновения технологической жидкости может составлять от нескольких метров до десятков, при этом пластовый флюид отодвигается далеко от ствола скважины. Если учесть, что в процессе первичного вскрытия стенки ПЗП деформируются под действием концентрации напряжений, а при освоении происходит смыкание трещин, то задача последующего вызова притока пластового флюида из такого пласта становится довольно трудной. [c.88]

Использование критерия Бейли основано на допущении о необратимости процесса разрушения. В некоторых случаях (смыкание трещин, их самозалечивание), очевидно, критерий Бейли неприменим. [c.64]

Наконец, в области малых напряжений, которые сами по себе способны вызвать разрушение только в течение очень длительного времени воздействия, роль среды проявляется в более чистом виде, а напряжение, по-видимому, способствует уменьшению стери-ческого фактора, препятствуя восстановлению исходной структуры после разрыва и смыканию трещин. В этих областях напряжений при таких видах разрушения, как растрескивание и химическая релаксация, изменением химической структуры материала можно пренебречь, если объемная диффузия химически активных сред несущественна. [c.9]

Сущность адсорбционного действия среды при разрушении сводится к двум факторам — энергетическому и механическому. Уменьшение в результате адсорбции поверхностной энергии на границе тело — среда облегчает процесс зарождения и развития трещин разрушения , что приводит к уменьшению прочности. Эту функцию особенно успешно выполняют поверхностно-активные вещества. Вторая, чисто механическая сторона их действия — затруднение смыкания трещин, проявляется при приложении циклических нагрузок, что также облегчает рост трещин. [c.9]

Несмотря на существенные ограничения [74], которые имеет теория Гриффита, она находит благодаря ряду рациональных положений применение и в настоящее время [75—77]. Френкель, Бартенев, Ребиндер, Баренблатт и многие другие исследователи рассматривали условия развития и смыкания трещин в твердых телах. Подход Гриффита был распространен Ирвиным и Оро-ваном на случай разрушения пластических материалов с учетом диссипации энергии на концах трещин за счет пластической деформации. Не рассматривая подробно эти работы, заметим только, что в подходе Гриффита и модификациях этого подхода заключается интересная возможность приложения энергетической концепции к адгезионным соединениям, поскольку адгезионная прочность непосредственно определяется уровнем поверхностной энергии. Этот подход, являющийся, по существу, развитием термодинамической концепции, начинает применяться в некоторых работах [78, 79]. Для адгезионной системы в уравнение (1.5) вводятся параметры, представляющие собой расстояния по обе стороны от границы раздела, на которые распространяется процесс диссипации энергии. Кроме того, необходимо учесть, что удельная работа деформации определяется не только поверхностной энергией, но и расстоянием от трещины до границы раздела [80]. [c.26]

Таким образом, основными факторами, определяющими разрушение твердых полимеров, являются напряжение и температура. Основываясь на молекулярном механизме роста и смыкания трещины [15], Г. М. Бартенев показал наличие уровня напряжения, при котором трещины не развиваются [c.194]

Адсорбция ПАВ приводит к частичному насыщению свободных химических связей на поверхности твердого тела, препятствуя смыканию трещин. Если под влиянием механического воздействия в частице образовалась микротрещина, но нагрузка для выполнения условия Гриффитса недостаточна, то после устранения нагрузки трещина должна стянуться . Однако в присутствии ПАВ вероятность такого процесса уменьшается, при повторных нагрузках появляются новые трещины, что в конце концов приводит к значительному снижению усталостной прочности материала. Под влиянием адсорбции ПАВ прочность твердых тел может быть снижена на 50—60%. [c.246]

Гидравлический разрыв пласта - одна из наиболее эффективных операций по интенсификации добычи нефти. Суть процесса в создании в продуктивном пласте системы трещин для повышения проницаемости в низкопроницаемых коллекторах или создания широкой и короткой ограниченной трещины для снижения гидравлического сопротивления призабойной зоны (технология ТЗО). Для предотвращения смыкания трещины после снижения давления, в пласт закачивается расклинивающий материал (проппант). Процесс ГРП включает в себя ряд операций [c.198]

Для первой обстановки характерны трещины, которые при репрессии твердой фазы не блокируются, а при депрессии не смыкаются. Во второй обстановке ведущими являются трещины, которые при депрессии не смыкаются, а при репрессии твердой фазой нестойко блокируются. В третьей обстановке определяющую роль играют стойкие формы блокады проницаемости, в том числе блокада, связанная с кольматацией и последующим сужением трещин. Специфические черты четвертой обстановки могут быть обусловлены повышенной восприимчивостью к кольматации и смыканию трещин, запечатанных горным давлением. При пятой обстановке в прискважинных зонах пласта есть только непроницаемые трещины или они совсем отсутствуют. [c.435]

Большинство гидроразрывов в этих условиях проводится с использованием искусственных закрепляющих материалов, например, керамических, которые выдерживают без разрушения напряжения смыкания трещин более 76 МПа и температуру свыше 150°С. [c.153]

Затухающие ударные волны в пласте и в сква жине. Всплытие и дробление газового пузыря. Частично смыкание трещин [c.19]

В линейной теории колебаний известен закон, согласно которому в линейной системе колебания с частотами, отличными от частот возб>ткдения, возникнуть не могут. Последнее важно, поскольку явление возникновения колебаний и волн с частотами, отсутствующими в исходном возбуждающем сигнале свидетельствует об изменении состояния системы в процессе колебаний, что, например, происходит при обратимом подрастании и залечивании трещин под действием волны. Указанное явление может служить основой для разработки соответствующих методов обнаружения дефектов в изделиях. Возникновение растягивающих напряжений при прохождении упругой волны в объекте контроля вызывает подрастание имеющихся в нем трещин, уменьшая упругость объекта. Сжимающие напряжения в отрицательной фазе волны приводят к частичному смыканию трещин, приводя к обратному эффекту. В результате в спектре колебаний объекта контроля возникают колебания с частотами, отсутствовавшими в возбуждающих колебаниях. [c.32]

Следует иметь в виду, что Гриффит рассматривал задачу при температуре абсолютного нуля (подробнее см. литературу1 ), а говорить о смыкании трещины имеет смысл только при температурах выше абсолютного нуля, если учесть молекулярный механизм роста и смыкания трещии и роль теплового движения в этом механизме при а<а (см. 11 настоящей главы). [c.19]

Баскин, Харада и Хэндверк исследовали физико-механические свойства комбинированных материалов при комнатной и повышенных температурах з Окислы тория высокой чистоты, молибден и небольшое количество фторида кальция (для спекания окиси тория ) тщательно перемешивали и подвергали горячему прессованию в графитовых формах в течение 10 мин при 1500 °С. Наблюдения подтвердили полученные ранее данные о том, что в подобных смесях молибден не реагирует с окисью тория. Однако, как и следовало ожидать, в результате различия коэффициентов теплового расширения молибдена и окиси тория при охлаждении образуются трещины. Далее было показано, что при введении в окись тория небольших количеств молибденовых волокон получают материал со значительно меньшими показателями (прочность при сжатии, модуль при разрыве и модуль Юнга) по сравнению с чистой окисью тория. При более высоком содержании тонких волокон увеличивается прочность материала, однако полученные показатели не превышают показателей чистой окиси тория. Теплопроводность армированной окиси тория при комнатной температуре возрастает при повышенных температурах в результате смыкания трещин так, при 1600 °С теплопроводность армированной окиси тория в 3 раза выше, чем у неармированной. [c.184]

Адсорбция мигрирующих поверхностно-активных молекул, атомов или ионов, понижая поверхностную энергию, облегчает развитие не только трещин разрушения, но и тех квазирав-новесных зародышевых трещин (с тупиковыми участками), которые постепенно смыкаются под действием силы сцепления после снятия внешней нагрузки, вытесняя проникшие в них адсорбционные слои. Эта замечательная обратимость развития трещин в упруго-хрупкиХ телах может наблюдаться как в области упругих деформаций, так и в процессе медленного упругого последействия в присутствии поверхностно-активной среды — с постепенным нропикповением адсорбционного слоя, вызывающего развитие трещин, в напряженном состоянии и обратным вытеснением его при смыкании трещин после разгрузки. В противоположность этому развитие трещин в металлических [c.12]

Адсорбция поверхностно-активных молекул на стенках трещин в процессе их развития приводит к снижению поверх-ностой энергии, т. е. работы образования поверхностей, и облегчает тем самым дальнейшее развитие пластических сдвигов и разрыхление металла. Кроме того, в нолунериоде сжатия адсобрционные слои препятствуют смыканию трещин. [c.135]

В области напряжений от 0,4 до 0,75Ор [108] скорость поверхностной диффузии поверхностно-активного вещества больше скорости развития трещин, и напряжения сами по себе способны вызвать разрушение только в течение очень длительного времени. Здесь роль среды проявляется непосредственно, а напряжения способствуют действию стерического фактора, препягствующего восстановлению исходной структуры после разрыва и смыканию трещин. В зависимости от того, насколько ПАВ снижает коэффициент концентрации напряжений в вершине трещины, меняется угол наклона зависимости Ig т - о. Облегчая разрушение путем создания давления в вершине трещины, ПАВ не влияют на механизм процесса. [c.159]

Влияние коррозионной среды на усталостную прочность металлов проявляется лишь в том случае, когда коррозия развивается на поверхностях раскрывающихся усталостных микротрещин. Остаточные сжимающие напряжения играют благоприятную роль в повышении предела усталости материала, поскольку они затрудняют сдвиг зерен металла в поверхностных слоях и вместе с тем препятствуют возникновению пластифицирующих эффектов за счет адсорбции и коррозии. В поверхностном слое при циклическом нагружении появляются сжимающие и растягивающие напряжения, так как металл не находится в состоянии всестороннего сжатия. Остаточные растягивающие напряжения, в противоположность сжимающим, усиливают адсорбциопно- и коррозионноусталостные процессы. При адсорбции поверхностно-агрессивных веществ на стенках трещин поверхностная энергия металла снижается и тем самым облегчается дальнейшее развитие пластических сдвигов и разрыхление металла. Кроме того, адсорбционные слои препятствуют смыканию трещин. В этом заключается механизм адсорбционного снижения циклической прочности металла. Коррозионным процессам, протекающим на поверхности металла, всегда предшествуют процессы адсорбции. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология