Абразивность, буримость горных пород. Классификация.
Абразивностью называется способность горной породы изнашивать породоразрушающий инструмент в процессе бурения.
Абразивность породы зависит от твердости породообразующих минералов, характера сцепления зерен друг с другом, крупности и формы зерен, плотности породы и степени ее трещиноватости.
Наиболее абразивными оказываются породы, в которых твердые минералы (например кварц, корунд, гранат) сцементированы менее твердым материалом.
Процесс абразивного износа - это сумма отдельных царапаний, приводящих к срезанию тончайших стружек с резцов породоразрушаюшего инструмента.
Под термином «буримость» принято понимать комплексную характеристику горной породы, заключающуюся в способности горной породы сопротивляться проникновению в нее породоразрушающего инструмента в процессе бурения.
Буримость горных пород является функцией многих переменных, зависящих от природных, технологических и технических факторов. Буримость породы зависит от ее физико-механических свойств, от формы, размеров и материала породоразрушающего инструмента, от применяемых режимов бурения (частоты вращения бурового снаряда, осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, качества и количества промывочной жидкости) и т.д. Естественно поэтому, что буримость породы определяется раздельно для каждого вида породоразрушающего инструмента.
Во всех классификациях породы по буримости разделяют на легкобуримые (например, каменный уголь), среднебуримые (мергели), труднобуримые (перидотит) и весьма труднобуримые (железистые кварциты).
Анизотропность свойств горных пород.
Это - различные физико-механические свойства породы во взаимно - перпендикулярных направлениях. Анизотропность связана с направлением слоистости или трещиноватости породы
Анизотропность свойств горных пород зависит 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. Поэтому при изучении закономерностей естественного искривления скважин очень важно располагать данными об этом показателе.
Анизотропностью называется способность твердых тел в разной степени проявлять одни и те же свойства в зависимости от направления, в котором они определяются. Анизотропность свойств пород может проявляться не только у явно слоистых пород, но и у пород, разбитых строго ориентированной системой трещин или имеющих рассланцовку тектонического происхождения. В таких случаях сопротивление пород разрушению вдоль плоскости трещиноватости выше, чем в перпендикулярном направлении.
Эндогенные и экзогенные геологические процессы, их связь и взаимодействие.
Процессы изменения земной коры и более глубоких геосфер Земли называются геологическими. Земная кора изменяется непрерывно. Отдельные ее участки отличаются друг от друга составом и характером залегания горных пород.
Все геологические процессы подразделяют на:
экзогенные (извне рожденные)
эндогенные (внутри рожденные).
Эндогенные процессы обусловливают вертикальные и горизонтальные перемещения земной коры, землетрясения, извержения вулканов, изменения горных пород под действием высоких давлений и температур на больших глубинах или при излиянии огненно-жидкой лавы на поверхность. В противоположность экзогенным процессам они протекают в глубинных областях Земли, большей частью внутри земного шара, и мало зависят от внешних условий. В результате эндогенных процессов существенно изменяются старые и образуются новые горные породы, нарушается первоначальное залегание горных пород, изменяется форма геологических тел, происходит их перемещение, образуются разрывы и т.д. С эндогенными процессами связано возникновение и развитие материков, океанических впадин и горных возвышенностей.
Экзогенные процессы обусловлены атмосферными явлениями, геологической деятельностью морей, рек, озер, подземных вод, ветра, ледников, животного и растительного мира. Эти процессы протекают на поверхности Земли и распространяются на глубину, обычно не превышающую нескольких десятков метров. В результате экзогенных процессов в приподнятых участках земной поверхности горные породы разрушаются, а в пониженных происходит накопление продуктов их разрушения. Явления разрушения и сноса приурочиваются к приподнятым участкам суши. Естественно, что разрушение коренных пород наиболее интенсивно в условиях горного, сильно пересеченного рельефа. Продукты разрушения накапливаются в основном в долинах рек, на дне морей и озер, где образуются осадки из принесенных водой обломков разрушенных пород. Очевидно, скорость осадконакопления (седиментации) находится в прямой зависимости от интенсивности приноса материала - продуктов разрушения горных пород: повышение темпа осадконакопления всегда вызвано активизацией процессов разрушения и транспортировки, а понижение - их угасанием.