تخمین مدول یانگ استاتیکی و مقاومت تراکمی تک‌محوری بر اساس خصوصیات فیزیکی و دینامیکی سنگ‌آهک سازند آقچاگیل در حوضه خزر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 زمین شناسی ، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد،ایران

2 هیات علمی گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی

3 دانشگاه فردوسی مشهد

4 مشاور صنعتی، شرکت ملی نفت ایران، شرکت نفت خزر

چکیده

پارامترهای استاتیکی ازجمله مهم‌ترین پارامترها در تخمین خصوصیات ژئومکانیکی می‌باشد. تعیین این داده‌ها به‌طور مستقیم در مطالعات درون‌چاهی بسیار هزینه‌بر است لذا به‌طورمعمول در دسترس نیستند و یا به‌صورت محدود اندازه‌گیری شده‌اند، ازاین‌رو محققین زیادی سعی در ارائه روابط تجربی نموده‌اند تا این پارامترها را از سایر خصوصیات برآورد نمایند. هدف مطالعه حاضر نیز ارزیابی پارامترهای مدول یانگ استاتیک و مقاومت تراکمی تک‌محوری سنگ‌آهک اقچاگیل بر اساس خصوصیات فیزیکی و دینامیکی با استفاده از رگرسیون چندگانه می‌باشد. برای این منظور از رخنمون‌های سطحی سازند موردنظر ده نمونه‌ بلوکی تهیه شد و تعدادی 18 مغزه از آن‌ها به دست آمد و آزمایش‌های مختلف فیزیکی، مکانیکی و تعیین سرعت موج‌بر روی نمونه‌ها صورت پذیرفت. نتایج مطالعات حاضر نشان داد که از بین پارامترهای مختلف فیزیکی و دینامیکی سه متغیر چگالی، سرعت موج فشاری و مدول یانگ دینامیک رابطه بهتری را با مقاومت تراکمی تک‌محوری نشان می‌دهند. همچنین برای برآورد مدول یانگ استاتیکی متغیرهای تخلخل و مدول یانگ دینامیک نتایج قابل‌قبول‌تری ارائه می‌کنند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Static Young Modulus and Unaxial Compression Streangth Based on Physical and Dynamic Characteristics of Aghchagil Limestone Formation in Caspian Basin

نویسندگان [English]

  • HODAYSEH KHAKZAD SUCHELMAEI 1
  • Naser Hafezi Moghaddas 2
  • mohammad Ghafoori 3
  • Maryam Zafari 4
1 Geology,Scinec Faculity, Ferdowsi Univercity of mashhad.Mashhad,Iran
2 Professor of engineering geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Iran
3 Mashhad Ferdowsi University
4 Industrial Consultant, National Oil Company of Iran, Khazar Oil Company
چکیده [English]

Static parameters are one of the most important parameters in estimating geomechanical properties. Determining these data is very costly in in-house studies, so they are not normally available or limited in scope. Hence, many researchers have tried to provide empirical relationships to estimate these parameters from other characteristics. The aim of the present study is to evaluate the parameters of the Young Static Modulus and the Uniaxial Compressive Strength of Aghchagili limestone based on physical and dynamic properties using multiple regression. For this purpose, ten blocky samples from the surface outcrops of the formation were prepared, and a 18 cores were obtained from them, and various physical, mechanical and wave velocity tests were carried out on the specimens. The results of this study showed that three different variables of density, compressive velocity and dynamic yang modulus have a better relationship with Uniaxial Compressive Strength than different physical and dynamic parameters. Also, for estimating the static Young Modulus, porosity variables and dynamics of Young's Modulus yield more acceptable results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Achqaggill Formation
  • Limestone
  • Static Parameters
  • Physical and Dynamic Properties
  • SPSS Software
آقانباتی، ع.، 1383. زمین‌شناسی ایران. چاپ دوم، انتشارات سازمان زمین‌شناسی و اکتشاف معدنی کشور. 439 صفحه.  
بحرینی، س.ر.، اتحاد، ک.، 1393. زمین‌شناسی حوضه جنوب خزر از نگاهی دیگر. چاپ اول، انتشارات سارگل. 123 صفحه.
مهاجر سلطانی، ح.، 1392. زمین‌شناسی رسوبی و ارزیابی پتروفیزیکی سازند آقچاگیل در گستره خزر جنوبی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. چاپ شده، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات (تهران).
Aboutaleb, S., Behnia, M., Bagherpour, R. and Bluekian, B., 2018. Using non-destructive tests for estimating uniaxial compressive strength and static Young’s modulus of carbonate rocks via some modeling techniques. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 77(4), 1717-1728.
 Ameen, M. S., Smart, B. G. D., Somerville, J. M. C., Hammilton, S., Naji, N. A., 2009. Prediction rock mechanical properties of carbonated from wireline logs (A case study: Arab-D reservoir, Ghavar field, Saudi Arabia), Int. J. Rock. Mech. Min Sci.
Anon, OH., 1979. Classification of Rocks and Soils for Engineering Geological Mapping. Part 1: Rock and Soil Materials, Bull Int Assoc Eng Geol, 19: 355-71.
ASTM D284., 1996. Standard Test Method for Laboratory Determination of Pulse Velocities and Ultrasonic Elastic Constants of Rock, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 14.02, ASTM, USA.
ASTM D2938., 2002. Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Intact Rock Core Specimens, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.08 & 03.01 & 14.02, ASTM, USA.
Bieniawski, Z.T., 1973. Engineering classification of jointed rock masses. Civil Engineer in South Africa, 15(12).
 Brotons, V., Tomás, R., Ivorra, S., Grediaga, A., Martínez-Martínez, J., Benavente, D. and Gómez-Heras, M., 2016. Improved correlation between the static and dynamic elastic modulus of different types of rocks. Materials and structures, 49(8), 3021-3037.
 Bradford, I.D.R., Fuller, J., Thompson, P.J. and Walsgrove, T.R., 1998. January. Benefits of assessing the solids production risk in a North Sea reservoir using elastoplastic modelling. In SPE/ISRM rock mechanics in petroleum engineering. Society of Petroleum Engineers.
Blanton, T.L. and Olson, J.E., 1997. January. Stress magnitudes from logs: effects of tectonic strains and temperature. In SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Society of Petroleum Engineers.
Coates, DF., 1964. Classification of Rocks for Rock Mechanics. Paper presented at the International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts.
Chang, C.D., 2004. Empirical rock strength logging in boreholes penetrating sedimentary formations. Geophysics and Geophysical Exploration, 7(3), 174-183.
 Deere, Don Uel, and RP Miller., 1966. Engineering Classification and Index Properties for Intact Rock, Illinois Univ At Urbana Dept Of Civil Engineering.
Eissa, A., and Kazi, A., 1988. Relation between static and dynamic Young’s moduli of rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 479 - 482.
Folk R. L., 1974. Petrology of Sedimentary Rocks: Austin, Texas, Hemphill Publishing Company.
Goodman, R.E., 1989. Introduction to Rock Mechanic, John Wiley & Sons, New York, NY.
Horsrud, P., 2001. Estimating mechanical properties of shale from empirical correlations, SPE Drill. Comple. 16 (02), 68–73
ISRM., 1981. Suggested Methods, Rock characterization testing and monitoring, In: Brown, E.T. (Ed.), Oxford: Pergamon Press.
Jahed Armaghani, D., Tonnizam Mohamad, E., Momeni, E., Narayanasamy, M.S., Mohd Amin, M.F., 2015. An adaptive neuro-fuzzy inference system for predicting unconfined compressive strength and Young’s modulus: a study on Main Range granite, Bull Eng Geol Environ 74:1301–1319.
Kidambi ,T., Kumar, G.S., 2016. Mechanical Earth Modeling for a vertical well drilled in a naturally fractured tight carbonate gas reservoir in the Persian Gulf, Journal of Petroleum Science and Engineering, 141: 38-51.
King, M., 1983. Static and dynamic elastic properties of rocks from the Canadian Shield, Paper presented at the International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts.
Lacy, L. L., 1997. Dynamic rock mechanics testing for optimized fracture designs, SPE38716.
Mavko, G., Mukerji, T., Dvorkin, J., 2009. The rock physics handbook: Toolsfor seismic analysis in porous media, 2nd Cambridge University Press.
Militzer, H., Stoll, R., 1973. Einige Beitrige der Geophysik zur prim datenerfassung im Bergbau, Neue Bergbautechnik. Leipzig, 3: 21-25.
Najibi, A. R., Ghafoori, M., Lashkaripour, G. R., Asef, M. R., 2015. Empirical relations between strength and static and dynamic elastic properties of Asmari and Sarvak limestones, two main oil reservoirs in Iran. J. Pet. Sci. Eng. 126: 78-82.
Yasar, E., and Y Erdogan., 2004. Correlating sound velocity with the density, compressive strength and Young’s modulus of carbonate rocks, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 871-875.
Zoback, Mark D., 2010. Reservoir Geomechanics. Cambridge University Press,505p.