Основные закономерности разрушения горных пород. Буримость пород.


1.Сопротивление горных пород разрушению в процессе бурения наиболее полно характеризуется показателями механических и абразивных свойств пород: плотностью, объемной массой, прочностью на одноосное сжатие, твердостью и др.Плотность горной породырт (в кг/м3) - масса единицы объе­ма твердой фазы минерала или* породы: ;т - масса образца породы в чистом и сухом виде, кг; V1 -объем пор и пустот в горной породе, м3; V2 - общий объем поро­ды (объем твердого минерального скелета в данном объеме), м3 . Объемная масса горных породрп (в кг/м3) - масса единицы объема сухой породы при данной пористости в ее естественном состоянии. Прочность на одноосное сжатиеσсж (в МПа) - напряжение, при котором горная порода начинает разрушаться, существенно зависит от минералогического и петрографического составов по­роды. От величины стсж зависит энергия, расходуемая на разру­шение породы.Твердость породы рт (в МПа). По методу вдавливания штампа характеризуется локальная прочность породы при вдавлива­нии в нее другого более твердого тела. Твердость породы влияет на величину внедрения в них режущих элементов долот. Клас­сификация горных пород по рш и ат, предложенная Л.А. Шрей-нером. Коэффициент ПуассонаV характеризует отношение относи­тельной поперечной деформации к относительной продольной деформации при растяжении или сжатии. Применяется для вычис­ления горизонтального сжимающего горного давления. Коэффициент пластичности Кпл характеризует отношение об­щей работы, затраченной на разрушение породы под штампом, к работе упругих деформаций. По величине Кпл все породы разде­лены на шесть категорий:

Категория................. 12 3 4 5 6

Кпл............................... 1 >1-2 >2-3 >3-4 >4-6 >6-8

Абсолютная (общая) пористостьЯа - это отношение полного объема пор (пустот) к объему всей породы .Проницаемость- способность пород пропускать под действи­ем градиента давлений пластовые флюиды (жидкость, газ и ГЖС).Гранулометрический состав породы- количественное содер­жание в горной породе разных по размеру зерен (в % для каж­дой фракции) . Геостатическая температура пород ТТ - это температура в естественных условиях залегания пород в земной коре, т.е. до начала бурения или после весьма длительного простоя скважины без промывки.С увеличением глубины залегания пород ниже нейтрального слоя (ближайший к дневной поверхности слой породы, температура которого не изменяется при суточных и сезонных колеба­ниях температуры атмосферного воздуха) она возрастает, причем интенсивность роста, как правило, изменяется чаще в сторону уменьшения. В районах, где геотермический градиент с глубиной изменяется весьма незначительно, распределение геостатических температур приближенно можно рассчитать по формулеТг= Тпл-Г(Lпл - L)где Тпл - известная температура на глубине Lпл, °С; Г - геотермический градиент - прирост Тпл на каждый метр глубины залегания породы, °С/м (с глубиной несколько изменяется).Многолетнемерзлые горные породы- зона земной коры, в пре­делах которой горные породы охлаждены ниже 0 °С непрерывно от нескольких лет до тысячелетий. Мощность их в северных и се­веро-восточных районах России измеряется сотнями метров, а температура достигает (-7)-(-12)°С. Обломочные водонасыщенные рыхлые и слабосцементированные горные породы при замерза­нии и оттаивании резко изменяют свои свойства: при замерзании цементируются льдом и отличаются высокой прочностью (асж < < 2,5 МПа) и непроницаемостью; при оттаивании они переходят в переувлажненное состояние. Прочность мерзлых песчаных по­род значительно выше, чем прочность мерзлых глинистых пород.Анизотропность свойств породзависит от упругих свойств, плотности, структурных и ее текстурных особенностей. Этот по­казатель, как и степень наклона чередующихся по твердости и мощности пластов, оказывает наибольшее влияние (из геологических причин) на искривление скважин. Совокупность физико-механических свойств горных пород определяет их буримость, т.е. способность горных пород сопротивляться проникновению в них породоразрушающего инструмента.Для определения категории горной породы по литологиче-скому признаку в бурении используется классификационный ряд типичных представителей горных пород .

 

Категория пород по буримости Типичные горные породы
I Торф и растительный мир без корней. Рыхлые: лёсс, пески (не плы­вуны), супеси без гальки дщебня. Влажный ил. Трепел. Слабый мел
II Торф и растительный слой с корнями, небольшой примесью мел­кой Сдо 3 см) гальки или щебня. Супеси и суглинки. Плотные пес­ки. Лёсс. Рыхлый мергель. Лед. Глины средней плотности. Мел. Диатомит. Сажи. Каменная соль (галит). Охристая железная руда
III Суглинки и супеси с примесью свыше 20 % мелкой (до 3 см) галь­ки или щебня. Плотный лесс. Дресва. Глины: с частыми прослоями песчаников, мергелей, плотные, мергелистые, загипсованные. Плот­ный мел. Магнезит. Гипс. Слабый каменный уголь. Бурый уголь. Сланцы: тальковые, разрушенные всех разновидностей. Марганце­вая руда. Глинистые бокситы
IV Галечник, состоящий из мелких галек осадочных пород. Мерзлые водоносные пески, ил, торф. Плотные глинистые алевролиты. Гли­нистые песчаники. Плотный мергель. Неплотные известняки и до­ломиты. Плотный магнезит. Пористые: известняки, туфы. Глинис­тые опоки. Кристаллический гипс. Ангидрит Калийные соли. Креп­кий бурый уголь. Каолин (первичный). Сильно выветренные сер­пентиниты (змеевики). Кристаллический апатит. Дуниты, перидо­титы. Бокситы
V Галечно-щебенистые грунты. Мерзлый галечник. Алевролиты, ар­гиллиты. Весьма плотные глины. Конгломерат осадочных пород. Известняки. Мрамор. Мергелистые доломиты. Весьма плотный ангидрит. Пористые выветренные опоки. Твердый каменный уголь. Антрацит. Желваковые фосфориты. Сланцы: глинисто-слюдяные, хлоритовые, серицитовые. Серпентиниты. Вулканические туфы. Дуниты, затронутые выветриванием. Брекчиевидные кимберлиты
VI Плотные ангидриты. Плотные мерзлые глины. Песчаники: полево­шпатовые, кварцево-известковистые. Алевролиты с включением кварца. Известняки: плотные доломитизированкые, скарнирован-ные. Плотные доломиты. Опоки. Сланцы: глинистые, кварцево-слю-дяные. Порфириты. Габбро. Слабо окремненные аргиллиты. Дуни­ты, не затронутые выветриванием. Перидотиты. Амфиболиты. Пи-роксениты. Талькокарбонатиые породы. Апатиты. Скарны. Сыпучий колчедан. Бурые железняки. Сидериты
VII Окремненные аргиллиты. Галечник изверженных и метаморфичес­ких пород (речник). Мелкий без валунов щебень. Кварцевые пес­чаники. Весьма плотные доломиты, окварцованные. Крепкие, плот­ные опоки. Фосфоритовая плита. Слабо окремненные сланцы. Порфиры, порфириты, диабазовые туфы. Сиениты. Диориты. Габбро. Пироксениты. Базальтовидные кимберлиты. Пористые кварциты. Бурые железняки. Хромиты. Сульфидные руды
VIII Кремнистые аргиллиты. Окварцованные доломиты. Окремненные: известняки и доломиты. Плотные фосфориты. Окремненные слан­цы. Гнейсы. Выветренные базальты. Диабазы. Порфиры и порфири­ты. Андезиты. Диориты. Лабрадориты. Перидотиты. Мелкозернистые, затронутые выветриванием граниты, сиениты, габбро, гранитогнейсы, пегматиты. Кварциты: гематитовые, магнетитовые. Плотный колчедан. Диаспоровые бокситы
IX Базальты, не затронутые выветриванием. Конгломераты извержен­ных пород на кремнистом цементе. Карстовые известняки. Крем­нистые: песчаники, известняки. Кремнистые доломиты. Кварциты: магнетитовые, гематитовые, тонкополосчатые. Роговики. Трахиты. Окварцованные порфиры. Тонкокристаллические диабазы. Окремненные туфы. Затронутые выветриванием: липариты, микрограниты. Крупнозернистые граниты, гранитогнейсы. Сиениты. Габоро-нориты. Пегматиты. Гранатовые скарны. Плотные бораты
X Валунно-галечные отложения изверженных пород. Кварцевые пес­чаники. Джеспилиты. Роговики с сульфидами. Липариты. Граниты, гранитогнейсы. Пегматиты. Скарны. Магнетитовые и мартитовые руды. Окремненные бурые железняки. Жильный кварц. Сильно окварцованные и ороговикованные порфириты
XI Тонкозернистые альбитофиры. Джеспилиты, не затронутые вывет­риванием. Яшмовидные кремнистые сланцы. Кварциты. Железис­тые очень твердые роговики. Плотный кварц. Корундовые породы
XII Совершенно не затронутые выветриванием монолитно-сливные: джеспилиты, кремень, яшмы, роговики, кварциты, эгириновые и корундовые породы


Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 2744;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.