Технология и техника бурения в 2 частях Часть Горные породы
Классификация горных пород по интенсивности поглощения [2]
Download 1.32 Mb. Pdf ko'rish
|
geokniga-tehnologiya-i-tehnika-bureniya-v-2-ch-chast-1-gornye-porody-i-burovaya-tehnika
- Bu sahifa navigatsiya:
- Энергетика влаги в системе скважина — горный массив
Классификация горных пород по интенсивности поглощения [2]
Груп- па пород Вид по- глощения Интенсив- ность по- глощения Q, м 3 /ч Горные породы Мероприятия по предотвращению и ликвидации погло- щений I Частич- ное 5 Песчаники, мелко- и среднезернистые пески, известняки с незначи- тельной пористостью Применение вы- сококачественных глинистых раство- ров II Сильное 5–10 Среднезернистые песчаники, крупнозер- нистые пески, трещино- ватые известняки, до- ломиты, трещиноватые изверженные и мета- морфические породы Применение на- полнителей, гли- нистых и цемент- ных растворов 1. Общие сведения о горных породах 65 Окончание табл. 1.16 Груп- па пород Вид по- глощения Интенсив- ность по- глощения Q, м 3 /ч Горные породы Мероприятия по предотвращению и ликвидации погло- щений III Полное 10–15 Крупнозернистые песчаники, мелкозер- нистые известняки, до- ломиты, сильнотрещи- новатые изверженные породы Применение бы- стросхватываю- щихся смесей IV Катастро- фическое > 15 Породы с крупными трещинами, кавернами и карстовыми пусто- тами Применение кре- пления обсадными трубами и обход поглощающей зоны Величину понижения уровня жидкости в скважине устанав- ливают следующим образом. Вначале замеряют глубину статиче- ского уровня жидкости в скважине. Затем в скважину доливают промывочную жидкость и снова замеряют уровень. Фиксируют время, за которое новый уровень снизится до начального стати- ческого значения. Интенсивность поглощения рассчитывают по формуле (1.24). Энергетика влаги в системе скважина — горный массив Физико-химическое воздействие бурового раствора на напря- женно-деформационное состояние горных пород около скважины может осуществляться как непосредственно — путем изменения действующих напряжений, так и опосредованно — путем влияния на реологические параметры породы. В реальных условиях эти процессы протекают одновремен- но с преобладанием одного из них в зависимости от конкретных условий. Напряжения в горной породе и ее механические свойства 1.7. 66 I. Основные физико-механические свойства горных пород взаимообусловлены, т.е. изменение механических свойств влечет за собой изменение напряжений, и наоборот. Процессы, происходящие в системе скважина — горный мас- сив, сопровождаются превращениями энергии, переходом си- стемы из одного состояния равновесия в другое. Направление и характер этих процессов во многом определяются энергией свя- зи влаги в горной породе и буровом растворе, используемом для промывки скважины. Поэтому при рассмотрении их взаимодей- ствия полезно привлечение энергетического и термодинамиче- ского анализа. При контакте бурового раствора с породой часть свободной энергии dA затрачивается на совершение работы по перемещению влаги в пределах системы dA = П m dm или dA = П V dV, где П m , П V — полные потенциалы влаги соответственно по массе и объему жидкости; dm — элементарно малая масса жидкости; dV — элементарно малый объем жидкости. Потенциал влаги есть мера энергии, которую необходимо за- тратить, чтобы удалить ее из дисперсной системы. С этих позиций увлажнение породы связано с тем, что свободная энергия в системе буровой раствор — горная порода уменьшается, поэтому увлажне- ние происходит до тех пор, пока этот процесс способствует сниже- нию свободной энергии системы. При этом потенциалы влаги в по- роде и буровом растворе должны выравниваться. Интенсивность процесса зависит от разницы энергетических состояний влаги в этих системах. Опосредованным выражением энергетического состояния вла- ги является ее потенциал. Его полное значение определяется урав- нением П = П д + П г , (1.25) где П д , П г — составляющие полного потенциала, зависящие соот- ветственно от дисперсности системы и положения над уровнем сравнения (сил гравитации). 1. Общие сведения о горных породах 67 Для породы П д п = f(V п , S, T п , C п , D п ); } (1.26) П г п = f(Р п ), где V п — объем влаги в породе; S — площадь поверхности контакта; Т п — температура; D п — параметр, учитывающий влияние прочих факторов; Р п — поровое (пластовое) давление; С п — концентрация растворенных веществ. В буровом растворе П д р = f(V р , n, T p , C p , D p , K p ); } (1.27) П г p = f(Р p ), где V р — объем влаги в буровом растворе; n — параметр, характери- зующий влияние твердой фазы; С р — концентрация растворенных веществ; D р — параметр, учитывающий влияние прочих факторов; K р — параметр, характеризующий влияние глинистой корки; Р р — давление столба бурового раствора. Энергию связи влаги в дисперсной системе опосредованно можно выразить через давление, которое необходимо приложить к ней для полного обезвоживания. Тогда m P c = P an + 6 (i п , C п ) j – P п , (1.28) j = 1 m P s = V э t ф (P р – P п ) + 6 (i р , C п ) j , (1.29) V ф t э j = 1 где P c, Pcc — давление, необходимое для полного обезвоживания си- стемы: соответственно горной породы и бурового раствора; P an — давление, необходимое для удаления n-го от поверхности частицы (породы) молекулярного слоя воды; n — количество молекулярных слоев адсорбированной воды в породе; V э , t э — соответственно объ- ем и время истечения (удаления) воды из эталонного раствора; V ф , t ф — объем и время истечения (удаления) воды из раствора, цирку- лирующего в скважине (обычно принимают t э | t ф ). 68 I. Основные физико-механические свойства горных пород Влагоперенос в системе буровой раствор — горная порода в стенках скважины определяется параметром К в = P c/Pcc. Направ- ление переноса зависит от значения этого параметра (табл. 1.17). Таблица 1.17 Download 1.32 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling