Гранулометрия в рамках кинематической теории преобразования открытых систем
- д-р геол.-минерал. наук профессор Томский политехнический университет ▪ Orcid
Аннотация
Образование полимодальных распределений частоты встречаемости размеров песчаных фракций обусловлено изменением кинетической энергии водной среды в процессе отложения осадков в открытых системах-фациях. Повышение релевантности информации о палеоусловиях осадконакопления имеет большое значение в интерпретации результатов гранулометрического анализа. В качестве материалов исследований были взяты результаты гранулометрического анализа песчано-алевритовых отложений различных пластов в скважинах, находящихся на территориях нефтегазовых месторождений п-ва Ямал. На основе кинематической теории преобразования открытых систем определено уравнение зависимости размеров отложенных фракций от их кинематических параметров – периода времени и расстояния отложения. Это позволяет вычислить их в исследуемой фациальной системе по данным размеров и процентного содержания фракций в диапазоне диаметров 0,001-1 мм. Целью работы является представление результатов выявления фаций на основе вычислений кинематических параметров потока зерен песка и мелкодисперсных частиц с использованием уравнения интенсивности процессов преобразования открытых систем в рамках универсальной кинематической теории. Параметром, обладающим наибольшей информативностью, является расстояние переноса частиц при отложении, которое контролируется размером осаждающихся зерен. Изменение величины данного параметра зависит от перемены угла наклона поверхности дна, размеров частиц, глубины отложения. Сопоставляя величину вычисленного параметра с диаметром фракций, можно провести идентификацию исследуемой зоны с ее фациальной принадлежностью.
Финансирование
Работа подготовлена в рамках программы развития Томского политехнического университета.
Литература
- Васильев Ю.С., Волкова В.Н., Козлов В.Н. Концепция открытой системы: история, состояние, перспективы развития // Системный анализ в проектировании и управлении: Сборник научных трудов XXII Международной научно-практической конференции, 10-11 июня 2019. Политех-Пресс, 2019. Ч. 1. С. 5-17.
- Haddad W.M., Somers L. Partial stability of nonlinear dissipative feedback systems // International Journal of Control. 2024. Vol. 97. Iss. 6. P. 1432-1443. DOI: 10.1080/00207179.2023.2208690
- Мельник И.А. Полимодальность распределения вторичных каолинитов в открытых системах песчаных коллекторов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 8. С. 17-29. DOI: 10.18799/24131830/2023/8/4163
- Мельник И.А. Полимодальное распределение вероятности расхода воды в речных системах // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2024. Т. 335. № 1. С. 46-56. DOI: 10.18799/24131830/2024/1/4411
- Мельник И.А., Недоливко Н.М. Экстремумы дискретного распределения содержания бора как показатели гидродинамики осадконакопления // Нефтяное хозяйство. 2022. № 10. С. 14-18. DOI: 10.24887/0028-2448-2022-10-14-18
- Суханов В.В., Иванов О.А. О полимодальном распределении Курильского эпипелагического нектона по массе тела особей // Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра. 2001. Т. 128. С. 390-408.
- Weltje G.J., Prins M.A. Muddled or mixed? Inferring palaeoclimate from size distributions of deep-sea clastics // Sedimentary Geology. 2003. Vol. 162. Iss. 1-2. P. 39-62. DOI: 10.1016/S0037-0738(03)00235-5
- Doeglas D.J. Interpretation of the results of mechanical analyses // Journal of Sedimentary Petrology. 1946. Vol. 16. № 1. P. 19-40. DOI: 10.1306/D426924C-2B26-11D7-8648000102C1865D
- Котельников Б.Н. Реконструкция генезиса песков. Гранулометрический состав и анализ эмпирических полигонов распределения. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1989. 132 с.
- Mendez Torrecillas C., Halbert G.W., Lamprou D.A. A novel methodology to study polymodal particle size distributions produced during continuous wet granulation // International Journal of Pharmaceutics. 2017. Vol. 519. Iss. 1-2. P. 230-239. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2017.01.023
- Ashley G.M. Interpretation of Polymodal Sediments // The Journal of Geology. 1978. Vol. 86. № 4. P. 411-421. DOI: 10.1086/649710
- Asthana R., Shrivastava P.K., Srivastava H.B. et al. Hydrochemistry and sediment characteristics of polar periglacial lacustrine environments on Fisher Island and Broknes Peninsula, East Antarctica // Advances in Polar Science. 2013. Vol. 24. № 4. P. 281-295. DOI: 10.3724/SP.J.1085.2013.00281
- Myo Min Htun, Sugeng Sapto Surjono, Jarot Setyowiyoto. Granulometry analysis of Ngrayong sandstone, Tempuran Area, Rembang Zone, North East Java Basin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 451. № 012082. DOI: 10.1088/1755-1315/451/1/012082
- San Yee Khaing, Yuichi Sugai, Myo Min Tun et al. Textural Characteristics and Depositional Environment of Ngrayong Sandstone (Middle Miocene) from Rembang Area, Northeast Java, Indonesia // Open Journal of Geology. 2022. Vol. 12. № 12. P. 1102-1119. DOI: 10.4236/ojg.2022.1212052
- Ikhane P.R., Akintola A.I., Bankole S.I. et al. Granulometric analysis and heavy mineral studies of the sandstone facies exposed near Igbile, southwestern Nigeria // International Research Journal of Geology and Mining. 2013. Vol. 3. № 4. P. 158-178.
- Madukwe H.Y. Granulometric Analysis Of The Sandstone Facies Of The Ise Formation, Southwestern Nigeria // Journal of Multidisciplinary Engineering Science and Technology. 2016. Vol. 3. Iss. 2. P. 3909-3919.
- Remmache K., Nour El Islam Bachari, Nacef L., Houma F. Granulometric Indices Mapping in Relation to Hydrodynamic Factors for Beach Characterization and Monitoring with Very High Spatial Resolution // Data Science and Application. 2020. Vol. 3. № 1. P. 5-12.
- Das G.K. Granulometry of Beach Sands // Coastal Environments of India. Springer, 2022. P. 79-94. DOI: 10.1007/978-3-031-18846-6_5
- Dabirian R., Mohan R.S., Shoham O. Mechanistic modeling of critical sand deposition velocity in gas-liquid stratified flow // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2017. Vol. 156. P. 721-731. DOI: 10.1016/j.petrol.2017.06.006
- Salama M.M. Sand Production Management // Journal of Energy Resources Technology. 2000. Vol. 122. Iss. 1. P. 29-33. DOI: 10.1115/1.483158
- Danielson T.J. Sand Transport Modeling in Multiphase Pipelines // Offshore Technology Conference, 30 April – 3 May 2007, Houston, TX, USA. OnePetro, 2007. № OTC-18691-MS. DOI: 10.4043/18691-MS
- Чечко В.А., Топчая В.Ю. Многолетние данные гранулометрических параметров донных осадков как индикатор устойчивости обстановки осадконакопления // Успехи современного естествознания. 2021. № 3. С. 86-91. DOI: 10.17513/use.37598
- Крыленко М.В., Крыленко В.В. Исследование гранулометрического состава пляжевых и донных отложений Бакальской косы // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2018. № 4. С. 40-49. DOI: 10.22449/2413-5577-2018-4-40-49
- Hjulström F. Transportation of Detritus by Moving Water // Recent Marine Sediments. A Symposium. The American Association of Petroleum Geologists, 1955. Special Publication № 4. P. 5-31. DOI: 10.2110/pec.55.04.0005
- Белолипецкий В.М., Генова С.Н. Вычислительный алгоритм для определения динамики взвешенных и донных наносов в речном русле // Вычислительные технологии. 2004. Т. 9. № 2. С. 9-25.
- Сальников С.Н., Карандаев Г.З. Анализ распределения концентрации песка по фракциям, их средневзвешенной крупности и скорости течения гидросмеси по высоте сечения гидротранспортной трубы // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Строительство и архитектура». 2016. Т. 16. № 1. С. 26-34.
- Иванов В.А., Дыкман В.З., Ефремов О.И. Кинетика взвесей в прибрежной области моря // Морской гидрофизический журнал. 2006. № 4. С. 49-61.
- Муромцев В.С. Электрометрическая геология песчаных тел – литологических ловушек нефти и газа. Л.: Недра, 1984. 260 с.
- Чудинова Д.Ю., Чибисов А.В., Махныткин Е.М., Минниахметова Р.М. Оценка влияния литолого-фациальных особенностей отложений на эффективность выработки запасов нефти // Вестник Евразийской науки. 2022. Т. 14. № 6. № 45NZVN622.
- Белозеров Б.В. Роль седиментационных моделей в электрофациальном анализе терригенных отложений // Известия Томского политехнического университета. 2011. Т. 319. № 1. С. 116-123.
- Кислухин И.В. Особенности геологического строения и нефтегазоносность юрско-неокомских отложений полуострова Ямал. Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2012. 116 с.
- Хуснуллина Г.Р., Биркле Е.А., Лебедев А.И. Гранулометрический анализ песчаников викуловской свиты (апт, нижний мел) Красноленинского месторождения (Западная Сибирь) // Литосфера. 2012. № 6. С. 90-99.
- Вакуленко Л.Г., Предтеченская Е.А., Чернова Л.С. Опыт применения гранулометрического анализа для реконструкции условий формирования песчаников продуктивных пластов васюганского горизонта (Западная Сибирь) // Литосфера. 2003. № 3. С. 99-108.
- Поздняков Ш.Р., Шмакова М.В. Расчет расхода влекомых наносов на реках с крупнофракционными донными отложениями // Ученые записки Российского государственного гидрометеорогического университета. 2016. № 45. С. 20-27.