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Abstrakt
Spannungszustände: Wie simuliert man sie richtig im Labor?
Vamegh Rasouli
Der Spannungszustand ist hinsichtlich seiner Auswirkungen auf die Upstream-Aktivitäten von Öl und Gas von erheblicher Bedeutung. Aus praktischer Sicht werden in einem Feld drei Hauptspannungen angenommen. Die vertikale Spannung ist auf das Gewicht der Deckgesteine zurückzuführen. Da die Gesteine in ihrer Bewegung unter der Erde eingeschränkt sind, werden horizontale Spannungen auf ein Gesteinselement ausgeübt: Dies hängt mit der vertikalen Spannung zusammen und ihre Größe ist eine Funktion der Formationseigenschaften. Es ist unwahrscheinlich, dass die horizontale Spannung in verschiedene Richtungen gleich ist, da es Brüche in verschiedenen Größen und unterschiedliche geologische Strukturen wie Falten oder Antiklinalen gibt. Daher wird angenommen, dass die horizontale Spannung in einer bestimmten Richtung maximal ist, senkrecht dazu wirkt die minimale horizontale Spannung in derselben Ebene. Dies ist der Fall, obwohl die meisten Laborexperimente, wie z. B. hydraulische Frakturierungs- und Sandungsstudien, an zylinderförmigen Proben durchgeführt werden, bei denen die horizontalen Spannungen identisch sind: Dies steht im Widerspruch zum tatsächlichen Spannungszustand, der auf das Gestein ausgeübt wird. Um Laborexperimente korrekt durchzuführen, muss ein Gesteinswürfel verwendet werden, auf den drei unabhängige Spannungen ausgeübt werden können.