Кіріспе. Тау жыныстарының физикасының мақсаты мен есептері
жүктеу/скачать 260,52 Kb.
|
Лекция ФГП (копия) (копия)
| Әдістемелік нұсқау
Жыныс құрамында қандай да бір минералдың, мысалы зертейтін сипаттамасының жоғары шамасына минералдың ие болуы, жалпы жағдайда тау-кен жынысы үшін осы сипаттаманың шамасын белгілейді деп шамалауға болады. Осындай карапайым зандылық, жыныстың физикалық параметрі X минералдан және басқа да жыныстың әр түрлі фазаларының (газ, сұйықтық, қосындылар) көрсеткіштерінің Хі арифметикалық орташа көрсеткіш ретінде беріледі және де скаляр параметрлері (4.1) бұл жерде vi– минералдар құрамының салыстырмалы көлемі, жыныстарды құраушы, соның ішінде жыныстың: кеуектілігі, сұйықтығы және т.б.,. Осы формула бойынша жыныстың тығыздығын және меншікті жылу сыйымдылығын есептеп шығаруға болады. Егер жыныс параметрлерінің айырмашылығы аз минералдардан құралған болса, онда олардың әр түрлі құрамы олардың қасиеттерінің өзгеруіне әсерін тигізбейді. Керісінше, егер бір минералдың параметрлерінің басқа минералдардың параметрлерінен елеулі айырмашылығы болса, онда оның жыныс құрамында болуы жыныстың қасиетіне кәдімгідей әсер етеді. Бұл минералдарды жақын параметрлері бойынша топтастыруға және қасиеттерінің осы минералдардың әрқайсының байланысын емес, қасиеттері бойынша жақын минералдардың жиынтығы ретінде байланыстарын қарастыруға мүмкіндік береді. Осыдан келіп көп минералды жыныстың минералды құрамын бір шартты минералды құрамға келтіруге болады, мысалы кез келкен жынысты екі компонентті деп көрсетуге болады. Құрғақ кеуекті жыныс минералдық каңқа және кеуектіктерді толтырып тұрған газдан тұрады. Газ механикалық күштерді, жылуды және токты нашар өткізетіндіктен, жыныстарда энергия минералдық қаңқа арқылы беріледі. Соған қоса кеуектіліктің ұлғаюымен, әсіресе ірі және ашық кеуектіктің, заттар, мысалы сұйық және газ қозғала алатын қаналдар саны өседі. Сондықтан жыныстың көптеген гидравликалық және газодинамикалық параметрлерді есептегенде басқа тензорлы параметрлерінің шамасы кеуектіліктің өсуімен азаяды. Жыныстың физикалық параметрлерінің олардың құрамы мен құрылысына байланысты өзгеру зандылықтарын зерттеу және аналитикалық түсіну, бір түрлі жыныстардың негізгі қасиеттерін, оларды тәжірибе арқылы анықтамай-ақ есептеуге мүмкіндік береді. Жоғарыда айтылғандай жыныстың физикалық-техникалық қасиеттері минералдық құрамы және құрылысымен қатар, жынысты сыртқы өріспен де анықтауға болады. Әр өріс бір қатар шамалармен, күштілігімен, қарқындылығымен және т.б. шамалармен бағаланады. Мысалы, механикалық өріс жыныста пайда болатын күш пен кернеудің шамасымен, олардың әсер ету ұзақтығымен, уақыт бойынша өзгеру сипатымен, бағытымен (созылмалы, сығылмалы, ысырылмалы күштер), тау-кен жынысында таралуымен (шоғырланған, сызықты, жазық, көлемді) сипатталады. Механикалық өрістің ерекше жағдайы ретінде акустикалық өрісті бөліп қарайды. Бұл -қарқындылығымен, амплитудасы және тербеліс жиілігімен сипатталады, бағыты, уақыты бойынша жылдам өзгеретін, жылдамдыққа келгенде сол механикалық күштердің, болмаса серпімді толқындардың жыныста таралуы. Жылулық өріс температура, температура градиенті, жылу ағынының бағыты, оның уақыт бойынша өзгеруі, температураның өзгеруі, температура мен жылу ағының жыныс көлімінде таралуымен түсіндіріледі. Электр және магнит өрісі кернеу және кернеулігі бойынша, магниттік және электрлік индукция шамасы бойынша және ағынының тығыздығы бойынша бағаланады. Электромагниттік өріс - жыныста электромагниттолқындарының таралуы, бұл да электр және магнит өрісі сипатталатын параметрлермен, қосымша тербеліс жиілігімен сипатталады. Өріске себепті болатын радияциялық өріс қарқындылығымен, микробөлшектер түрімен тербеліс жиілігімен (өріс толқынды болған жағдайында), кванттар энергиясымен түсіндіріледі. Су немесе газ түрінде болатын заттық өріс, өріс тудыратын қысым бойынша (су жағдайында - ағын), қысым градиенті, тұтқырлық, химиялық құрамы бойынша бағаланады. Жыныстарда физикалық өрістер табиғи және жасанды болады. Табиғи өріс - бұл бастапқы кен қысымы, жылулық өріс, жыныстың суға қаныққандығы, радиациялық өріс. Жасанды сыртқы өрістеріне тау-кен жынысын енгізгенде (электр тогтары, бұрғылау кезіндегі скважинадағы жоғары температура, жарылыс кезіндегі жақын массивтерге әсер ететін динамикалық күштер) пайда болады, не оларды арнайы жыныстың күйі мен қасиетіне әсер ету мақсатында тудырады. Тау-кен жыныстарындағы физикалық процестер - бұл нәтижесінде жыныстың құрамы, құрылысы және күйі өзгеріске ұшырайтын, физикалық өрістің тау-кен жынысымен әсерлесу құбылысы. Бұл процестерді сипаттайтын жыныстардың физикалық қасиеттері мен параметрлерін үш үлкен топқа бөлуге болады. Бірінші топқа жыныстағы энергия мөлшерінің немесе зат мөлшерінің өзгеруін (оның сыртқы өрістерінің әсерімен ұлғаюын немесе азаюын) бағалайтын параметрлер кіреді. Мысалы, оларға жынысты жан-жақты қысу кезінде жиналатын потенциал серпімді энергияны сипаттайтын, көлемді қысу модулі К, жыныстың электр сыйымдылығын анықта йтындиэлектрлік өткізгіштік εr жыныстың жылу жинағышты қасиетін бағалайтын, меншікті жылу сыйымдылығы с, жыныстың су жинағыштық қасиетін сипаттайын ылғалсыйымдылық ω және т.б. жатады. Бұл параметрлердің көбісінің сипаты статикалық жинақтағыш болғандықтан, олар скаляр шама болып табылады. Жыныстағы энергияның басқа энергия түріне қайтымсыз өзгеруін бағалайтын, екінші топтың параметрлеріне пластикалық коэффициенті kпл, диэлектрлік шығынның тангенс бұрышы tgδ, меншікті балқыту жылуы Qб, серпімді және электромагниттік толқындардың жұтылу коэффициенті Ө, беріктік шектері σқысу, σс, жылулық ұлғаю коэффициенттері α, γж, электрлік Еб және магниттік беріктік Нб және т.б. жатады. Жыныстардағы энергия алмасу процесін және сұйқтықтар мен газдың қозғалысын көрсететін үшінші топтың параметрлеріне жылу өткізгіштің коэффициенті λ, меншікті электрөткізштік σм, магнит өткізгіштік σм толқынның сыну n және шағылысу kш коэффициенттері, өтімділік және сүзу коэффициенттері kш жатады. Бұл параметрлердің барлығы өсу бағыты мен кему бағытына байланысты, яғни анық бейнеленген тензорлы шамалар болып табылады. жүктеу/скачать 260,52 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|