Строительство нефтяных и газовых скважин. А. С. Новиков
Читать онлайн книгу.
процессов, происходящих в земной коре. К ним относятся: соль, гипс, ангидрид, известняки, мел, доломиты и органогенные породы. Горные породы аморфного состояния встречаются реже. К ним относятся естественные стекла – обсидианы, кремни. Важную группу составляют обломочные породы, которые образуются в результате выветривания, переноса под действием воды или ветра. Горные породы могут быть однородными, неоднородными, изотропными, анизотропными. Однородные имеют одинаковые свойства во всех точках, неоднородные – разные. Горные породы неоднородные – полиминеральны, в основном. Изотропные породы обладают одинаковыми свойствами во всех направлениях, анизотропные – неодинаковые. [9]
В механике горных пород по характеру связи между частицами породы разделяются на три основные группы:
1) скальные;
2) нескальные;
3) сыпучие.
У прочных пород частицы связаны цементирующим материалом, у нескальных – частицы связаны коллоидными пленками. Сыпучие – между собой не связаны. [9]
Под механикой горных пород, применительно к процессам строительства скважин, может пониматься:
• Во-первых, основные положения механики разрушения горных пород, использование которых обеспечивает эффективное разрушение горных пород при минимуме затрат времени и материальных средств;
• Во-вторых, ее законы в целях сохранения устойчивости уже сформированного или формирующегося ствола скважины. [9]
1. Механическими свойствами называется способность горных пород реагировать на внешние воздействия изменением размеров, формы и целостности.
2. Деформацией называется способность горных пород изменять без разрушения свою форму и размеры в результате направленного на них силового воздействия.
3. Прочностью называется способность горных пород воспринимать силовые воздействия без разрушения.
4. Упругостью (релаксацией) называется способность горных пород восстанавливать первоначальное состояние после устранения воздействия.
5. Пластичностью называется способность горных пород изменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и сохранять остаточные деформации после устранения воздействия.
Горные породы при нагружении, могут характеризоваться одновременно всеми вышеперечисленными свойствами. Но в основном ведут себя как упруго-хрупкие тела, когда напряжения достигают предел упругости, следуют закону Гука, но связь между напряжением и деформацией сложна. [9]
Упругое поведение тел, в том числе горных пород, может быть охарактеризовано модулем Юнга (Е), коэффициентом Пуассона (μ) или модулем сдвига (G):
Е = 2G(1 + μ) (3.3.)
где:
Е – 107 н/м2 , G – 107 н/м2 ;
Породы одного и того же минералогического состава по разной степени уплотненности имеют разные модули упругости, с увеличением напряжения модуль упругости возрастает, следовательно, с увеличением глубины увеличивается горное давление,