Методика построения обобщенных моделей эффективных упругих и тепловых свойств пород с учетом их внутренней структуры и флюидонасыщения

Рассмотрена задача определения эффективных упругих и тепловых свойств горных пород на основе единой модели описания их физических свойств с учетом внутренней структуры и флюидонасыщения пород. Данная модель позволяет определять эффективную теплопроводность по измеренным упругим свойствам и наоборот - упругие свойства по измеренной теплопроводности. Предложена оригинальная формула расчета эффективной теплопроводности микронеоднородной среды на основе метода Т-матрицы. Разработан алгоритм и решена задача флюидозамещения для теплопроводности на примере трех коллекций карбонатных и терригенных типов пород. Проведено комплексное исследование физических свойств и структуры песчаника Бентхаймер, построена модель эффективных физических свойств этой породы. На основании построенной модели установлена связь между теплопроводностью породы и скоростями продольных и поперечных волн. Построенная модель успешно использована для прогноза теплопроводности песчаника Бентхаймер по данным об упругих свойствах породы. Дан также прогноз упругих свойств по данным о теплопроводности этой породы. Построенная модель использована для прогноза зависимости эффективной теплопроводности от приложенной осевой нагрузки по соответствующим данным о ее упругих свойствах. Предложена методика определения эффективных упругих свойств и теплопроводности горных пород по соответствующим свойствам композита, изготовленного из фрагментов этой породы (шлама). Разработана трехстадийная математическая модель физических свойств искусственного образца на основе теории эффективных сред в приближении обобщенного сингулярного приближения. Проведен анализ модели, позволяющий установить ее наиболее чувствительные параметры. На основе предложенной модели выполнены расчеты эффективных свойств породы по данным о физических свойствах, измеренных на образцах композитного материала.