Влияние всестороннего сжатия
В условиях забоя горная порода находится под действием горного, гидростатического и пластового (порового) давления. Из этих трех параметров мы можем управлять только гидростатическим давлением столба жидкости в скважине.
Горное давление (Рг кг/см2) определяется как давление от веса вышележащих пород и определяется по формуле:
Рг = 0,1gnL,
где gn - средний объемный вес горных пород в г/см3;
L - глубина залегания породы в м.
Гидростатическое давление(Ргид кг/см2) - это давление столба промывочной жидкости, определяемое по формуле:
Ргид = 0,1gжL,
где gж - удельный вес промывочной жидкости в гсм3;
L - высота столба промывочной жидкости в м.
Пластовое давление(Рпл кг/см2) - это давление поровой жидкости в пласте. Если пласт открытый (т. е. выходящий на поверхность), то
Рпл = 0,1gплL1 ,
где gпл - средний удельный вес поровой жидкости в гсм3;
L1 - пьезометрическая высота в м.
В свою очередь
L1 = Lскв + (Ап - Ау),
где Lскв - глубина залегания пласта в скважине в м;
Ап - альтитуда пьезометрического уровня пласта в м;
Ау - альтитуда устья скважины в м.
В закрытых пластах Рпл определяется путем непосредственных замеров в скважине. Тогда Рпл для любой другой скважины (на одной площади) будет определяться по формуле:
Рпл = Рпл/ + 0,1(А1 - А2),
где Рпл/ - замеренное пластовое давление в кг/см2;
А1 - альтитуда пласта, где замерялось давление в м;
А2 - альтитуда пласта, для которого подсчитывается Рпл в м.
Различают ещебоковое давление(Рбок кг/см2), которое можно определить по формуле:
Рбок = lРг ,
где l - коэффициент бокового распора (l близка к 1).
Чаще Рпл незначительно отличается от Ргид, но иногда бывают аномально высокие пластовые давления (например, на промыслах Чечено-Ингушетии в верхнемеловых и нижнемайкопских отложениях Рпл в 1,5 ¸ 2,2 раза выше Ргид.
Исследования показали, что с ростом Ргид, Рг и Рпл скорости бурения значительно снижаются. При этом максимальное влияние оказывает гидростатическое давление Ргид (известно, что при переходе с глинистого раствора на воду механические скорости растут до 20 ¸ 40 %, а проходка на долото возрастает на 10 ¸ 15 %).
Наибольшее снижение Ргид достигается при применении аэрированных жидкостей или газообразных агентов. При этом механическая скорость увеличивается в 2 ¸ 6 раз, а проходка на долото - в 1,5 ¸ 10 раз.
Сопротивляемость разбуриванию горных пород под действием давлений в забойных условиях В. И.Тарасевич предлагает определять по формуле:
sL = s0 + а1 (Ргид - Рпл) + а Рг ,
где s0 - сопротивляемость разбуриванию пород вблизи дневной поверхности;
а1 - коэффициент, учитывающий ухудшение буримости под действием Ргид и перепаде давления на поверхности забоя;
а - коэффициент, учитывающий ухудшение буримости под действием Рг.
Из сказанного можно сделать вывод, что на упругие, пластические, прочностные характеристики горных пород и на энергоемкость их разрушения значительное влияние оказывает давление (его величина). (Следует также отметить, что ряд исследователей, проводя эксперименты при высоких давлениях, недостаточно полно моделируют напряженное состояние горных пород в условиях забоя, не учитывают влияние жидкой среды, перепадов между давлениями и другие факторы).
Дата добавления: 2021-11-16; просмотров: 286;