9. Напряжение горной породы (Gэф.) в естественных условиях залегания.

В естественных условиях земной коры напряж. состояние породы в любой точке обусловлено весом выше леж. толщи, а также тектоническими, а иногда и хим. процессами. Усредненные напряжения в горных породах называется горным давлением. Оно характеризуется 2-мя компонентами: - геостатическое давление; - боковое давление.

λ- коэф. бокового распора горной породы. Большое влияние на напряженное состояние оказывает изменение порового давления. Оно может быть вызвано разными причинами (тектоническое движение, миграция углевод. при деформ. залежей, истощение месторождения, искусств. нагнетание воды или газа). Уменьшение порового давления в газовых скважинах приводит к увеличению эффективного напряжения скелета породы. Увеличение порового давления при p_г=const может способствовать росту пористости, а это означает , что < число контактов между зернами скелета и уменьшению прочности породы.

Если через толщу пород пробурить скважину и заполнить её жидкостью с плотностью < плотности пластового флюида, то напряж. состояние в окрестностях скважины будет сущ. отличаться от напр. сост. вдали от неё. Если в такой скважине постепенно увеличивать давление, то напряжение в стенках и примыкающей к ней области будут возрастать до тех пор, пока порода не будет разорвана и жидкость из скважины начнет растекаться по образовавшимся трещинам. То критическое давление при котором разрыв породы в стенках скважины и прилег. к ней области называется давлением гидроразрыва пласта. Если в породе в условиях естеств. залегания имеются сомкнутые микротрещины, то они раскроются при давлении раскрытии трещин (p_рт) которое несколько < давления гидроразрыва.

Величину отношения р_г.с. монолитных пород или давления раскрытия микротрещин к давлению столба пресной воды называется индексом давления погружения.

Эти величины определяются опытным путем.

10. Температура горных пород. (см. лекции)

Т горных пород опред.тепловым полем Земли и существ.зависит от глубины залегания пород и геогрф.координат района.Температура верхнего слоя пород изменятеся от сезона к сезону и зависит от колебаний температуры атмосф.Температура глубоко залегающих пород остается практич.постоянной в теч.многих столетий(геостат.температура).Величина прироста температуры при увеличении глуб.на 1 м назыв.геостат.градиентом.В среднем при техн.расчетах на неизв.площадях градиент равен 0,03С на 1 м глубины. Этот градиент в разных регионах может меняться в широких пределах. В процессе бурения t стенок скважины не остается const, а циклически изменяется в зависимости от технолог. операций скважины (бурение, СПО и др.). Такие изменения приводят к усталостному снижению горных пород. НА территории России широко распр. мерзлые горные породы. В зависимости от того, как долго они нах. в мерзлом состоянии различают сезонно мерзлые, многолетние мерзлые горные породы. В северных и сев-вост. регионах России ММП имеет сплошное распр. и их толщина измер. сотнями метров, а t достигает от -7 до -12 ⁰С. ММП могут быть как крист, так и обломочные. Крист. горные породы при отриц. t мало изменяют свои св-ва, а обломочные водонасыщенные, рыхлые и слабоцементированные породы при замерзании и оттаивании резко изменяют свои св-ва. При замерзании такие породы цементируются льдом и отлич. высокой прочностью и непроницаемостью, а при оттаивании они переходят в разжиженное состояние. В мерзлых горных породах не вся вода замерзает даже при значительных отрицательных t. Соотношение льда и воды существенно влияет на физико-техн. св-ва пород. Если свободная вода крист. в порах при t≈0, то капиллярная вода крист. при t от -6 до -18, а физ. связанная вода крист. при t -75 до -80. По этому прочность мерзлых песчаных пород выше, чем прочность мерзлых глинистых пород.