Rastreando los orígenes de la investigación sobre la teoría de la compactación y la consolidación
A mediados de la década de 1940, Terzaghi y Peck (1948) describieron la teoría de la consolidación arcillosa por agua sobresaturada, que fue afirmada en la mecánica de suelos.
Hubbert y Rubey (1959) propusieron por primera vez la aplicación de esta teoría de la consolidación a la compactación de sedimentos clásticos de grano fino. En su artículo clásico, se afirma claramente que la presión acumulada del suelo S o б está sustentada por la tensión intergranular efectiva (tensión en el punto de contacto indirecto entre partículas) δ o б' del agregado de partículas de arcilla y la presión del fluido intergranular PP, según Por tanto, entonces:
Seguimiento simulado de la formación y evolución de aguas profundas en la cuenca y de la migración y acumulación de petróleo y gas
Las unidades de presión acumulada del suelo s son libras/pies y kilogramos/cm2, por lo que será igual a:
Rastros simulados de la formación y evolución de aguas profundas en cuencas y migración y acumulación de petróleo y gas
Dónde : γ b ——La proporción total de sedimentos suprayacentes saturados con agua, en libras/pies cúbicos;
Profundidad Z (Nota: Z es D en el texto original), pies.
Dado que la tensión intergranular efectiva δ aumenta con la disminución de la porosidad φ, δ es función de φ o contenido de agua residual m, es decir:
La formación y evolución de aguas profundas en la cuenca y Simulación de rastros de migración y acumulación de petróleo y gas
Simulación de rastros de la formación y evolución de aguas profundas en cuencas y de migración y acumulación de petróleo y gas
Hubbert y Rubey creen que la carga acumulada del suelo es causada por la matriz de sedimentos que en la naturaleza se comparte con el fluido en los poros, por lo que la tensión vertical en cualquier punto consta de dos componentes: tensión intergranular y tensión del fluido de los poros. La tensión efectiva es la diferencia entre la presión total acumulada del suelo y la presión de poro (Pc=Pt-Pp). Si la permeabilidad vertical del sedimento permite que los fluidos de los poros escapen, entonces la distribución de presión en los fluidos de los poros es la misma que la distribución de la presión hidrostática en una columna de agua continua que se extiende desde el agua subterránea hasta el nivel freático. Las partículas minerales contenidas en una columna de agua vertical producen un peso igual al peso de las partículas minerales menos el peso del agua desplazada por las partículas (la fuerza de flotación). Dado que la carga soportada por las partículas minerales es igual al peso de toda el agua suprayacente y las partículas menos el peso del agua desplazada por las partículas, la fuerza de compactación es igual a:
Traza simulada de la formación y evolución de aguas profundas en la cuenca y la migración y acumulación de petróleo y gas
En la fórmula: Fe - presión intergranular efectiva en el plano horizontal
ft - carga total acumulada del suelo <; /p>
FP - flotabilidad.
La presión total acumulada del suelo (Ft) es igual a:
Trazado simulado de la formación y evolución de aguas profundas en la cuenca y de la migración y acumulación de petróleo y gas
Donde: F0——aplicada sobre Fuerza externa sobre el sedimento en estudio;
Ws (peso del sedimento) = γs (1-φ)VB
Wf; (peso del fluido de los poros del sedimento) = γwφVb (Nota: γS - densidad del sólido, g/cm3; φ - porosidad, %; γW - densidad del fluido de los poros, g/cm3; VB - volumen de sedimento, cm3).
Debido a que la fuerza de flotación Fp es igual al peso del fluido desplazado por la partícula, entonces: Fp =γwvb(1-φ);
El volumen de sedimento Vb=A ×Z (Nota: A— —Área transversal total del sedimento; profundidad z) y presión de poro Pp=γwZ.
Entonces FP = PPA (1-φ)
Dado que la porosidad superficial es la relación entre el área de los poros y el área total a lo largo de la superficie A, la porosidad superficial y el volumen en cualquier plano. La porosidad es la misma, es decir, la presión de poro está ocupada por el agua y la arcilla y actúa a través del sólido poroso sobre cualquier superficie, independientemente de la porosidad de la superficie.
Suponiendo que todos los poros están llenos de agua, a la profundidad z, la presión total acumulada del suelo Pt (lb/ft2) causada por el agua y los sólidos superpuestos se puede escribir como:
Cuenca Trazo de simulación de aguas profundas de la evolución de la formación y la migración y acumulación de petróleo y gas
Dado que la presión efectiva Pc (tensión entre partículas) es igual a la diferencia entre la presión total acumulada de la tierra Pt y la presión de poro Pp, es decir, Pc = Pt-PP, a la profundidad z la presión de poro es igual a γfZ, y la solución de la presión efectiva Pc se puede escribir como:
Traza simulada de la formación y evolución de agua profunda en la cuenca y la migración y acumulación de petróleo y gas
Sedimentación derivada del análisis matemático de Hubbert y Rubey La presión efectiva de compactación del material se puede calcular calculando los cuatro parámetros de profundidad de entierro de sedimento (z) , densidad (γs), porosidad (φ) y densidad del agua (γw), que proporciona una base para la compactación de cuencas. Modelar y simular el campo de filtración alterno de agua de extrusión cíclica en capas sedimentarias proporciona teorías y métodos y tiene un valor de aplicación importante.