19. Горное, пластовое приведенное пластовое давление. Эффективное, забойное, устьевое давление. Аномально низкие и высокие пластовые давления.
ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ - формируется в недрах Земли в результате действия в основном гравитационных сил, в меньшей мере за счет тектонических сил и изменения температуры верхних слоев земной коры. Вызывает деформирование массива горных пород, приводит к горным ударам и внезапным выбросам.
Пластовое давление, давление, под которым находятся жидкость (нефть, вода) и газ, насыщающие поровое пространство и (или) трещины коллекторов нефтяных и газовых месторождений. П.д.— важнейший параметр, характеризующий энергию нефтеносных, газоносных и водоносных пластов.
Забойное давление на забое работающей нефтяной, водяной или газовой скважины. Достоверный способ определения З. д. — замер с помощью глубинного манометра. Рассчитывается по формуле (для неподвижного столба однокомпонентной жидкости): Pз = pжgH + Pу,где Pз – давление на забое скважины, Па; H – высота столба жидкости в скважине, м; pж – плотность жидкости, кг/м3; Pу – давление на устье скважины, Па.
21. Механические свойства горных пород. Упругие свойства пород. Применение знаний на практике. Упругость – свойство горных пород сопротивляться изменению их объёма и формы под действием приложенных сил. Абсолютно упругое тело восстанавливает первоначальную форму мгновенно после снятия напряжения. Упругие свойства горных пород совместно с упругостью пластовых жидкостей в пласте влияют на режим перераспределения давления в пласте. Давление в пласте, благодаря упругим свойствам пород и жидкостей перераспределяется не мгновенно, а постепенно, после изменения режима работы скважины. Упругие свойства пород и жидкостей создают запас упругой энергии в пласте, которая освобождается при уменьшении давления и служит одним из источников движения нефти по пласту к забоям скважин. При снижении пластового давления, объем жидкости будет увеличиваться, а объем порового пространства будет уменьшаться. Считается, что основные изменения объема пор при уменьшении пластового давления происходят вследствие увеличения сжимающих условий на пласт от веса вышележащих пород. При одинаковой прочности пород интенсивность трещиноватости будет увеличиваться при уменьшении мощности пласта. Упругие свойства горных пород описываются законом Гука:
=m··βп
где βс – коэффициент объемной упругости пористой среды
βп - коэффициент сжимаемости пор;
Vо – объем образца; ΔVпор - объем пор;
P – давление; m - коэффициент пористости.
22. Прочность г.П на сжатие и разрыв, применение знаний на практике.
Состояние окружающего породного массива характеризуют определенными физико-механическими свойствами. Достоверные сведения о физико-механических свойствах горных пород позволяют заблаговременно составить представление о характере возможных деформаций и степени устойчивости обнажений массива, а также служат основанием для разработки и внедрения наиболее эффективных методов разрушения горных пород при ведении горных работ, креплении и поддержании горных выработок. Под механическими свойствами горных пород понимают характеристики, определяющие способность пород противодействовать деформированию и разрушению в сочетании со способностью упруго или пластически деформироваться под действием внешних механических сил. Механические свойства пород можно подразделить на прочностные, упругие и др. Прочность характеризует сопротивляемость породы раздавливающим, разрывающим и скалывающим нагрузкам. Пределом прочности называют напряжение, при котором образец породы разрушается. Большинство горных пород имеет зернистую структуру (например, песчаники), причем межкристаллическое сцепление значительно меньше прочности самих зерен. Такие горные породы являются хрупкими и разрушаются без предварительной пластической деформации. Глины и некоторые виды известняков обладают пластическими свойствами. Горные породы обладают достаточно высокой прочностью только на сжатие, сопротивление же их растяжению, сдвигу и изгибу очень мало и составляет десятые и сотые доли сопротивления сжатию. При сложных процессах механического разрушения горных пород (бурение шпуров, применение проходческих комбайнов и т.д.) чаще находит применение термин «крепость горной породы». Крепость —величина, приближенно характеризующая относительную сопротивляемость породы разрушению при добыче. Данные о физико-механических свойствах горных пород получают путем испытания их образцов на сопротивление сжатию, разрыву, изгибу и сдвигу. К свойствам горных пород относят также обобщающие характеристики разрушаемости механическими способами: дробимость, абразивность и контактную прочность. Дробимость —относительная сопротивляемость породы измельчению при воздействии ударной нагрузки. Абразивность горных пород и угля — способность истирать металлы, твердые сплавы и др. Поэтому абразивность горной породы обычно оценивают по износу материала, контактирующего с нею. Контактная прочность —сопротивляемость породы разрушению в приповерхностном слое при местных контактных воздействиях. По величине контактной прочности все горные породы делят на 12 классов. Первый класс составляют слабые породы с контактной прочностью менее 300 МПа, к двенадцатому классу относят крепчайшие породы с пределом прочности более 5650 МПа.