КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Горных пород, окружающих скважину
Напряженное состояние и устойчивость ЛЕКЦИЯ №6 1. Горное и пластовое давление. Напряженное состояние горных пород в земной коре обусловлено давлением вышележащих пород и тектоническими процессами. При отсутствии тектонических движений на участке земной коры напряженное состояние горных пород можно охарактеризовать двумя компонентами в цилиндрической системе координат: и . Вертикальные напряжения обусловлены массой вышележащих горных пород.
где - средняя плотность горных пород; - ускорение свободного падения; - глубина залегания горных пород. Горные породы нагруженные вертикальным давлением, не могут свободно деформироваться радиальном направлении. Из условия в соответствии выведенной нами формулой.
получим, то
;
где - коэффициент бокового давления.
В результате релаксации в земной коре напряжения выравниваются . Это значить, что горные породы находятся в условиях равномерного всестороннего сжатия т.е. среднее нормальное напряжение ; Если принять , то при - - и т.д. Вертикальную составляющую горного давления называют геостатическим или полным горным давлением, а горизонтальную составляющую - боковым давлением. Пористые горные породы всегда насыщены жидкостью или газом (флюидом). В пластах-коллекторах давление флюида принято называть пластовым , а в глинистых толщах – поровым. Любой флюид (вода, газ, нефть) – как на поверхности, так и в толще пород – будет перемещаться по пути наименьшего сопротивления, т.е. по наиболее простому, вдоль пласта породы-коллектора. Скорость, с которой флюиды могут просачиваться сквозь породу, называется проницаемостью породы, а процесс перемещения нефти и газа под углом вдоль коллектора – миграцией.
В процессе миграции вдоль пласта газ или нефть могут попадать в ловушку, т.е. наиболее высокую точку породы-коллектора. Здесь они задерживаются и накапливаются.
В ловушке флюиды размещаются в соответствии с их плотностью. Газ имеет наименьшую плотность, поэтому он поднимается вверх и образует газовую шапку. Нефть перемещается в середину, образуя природный нефтяной резервуар. Соленая вода, как наиболее тяжелая, перемещается вниз.
В нормальных условиях на глубине давления флюидов приблизительно равно гидростатическому давлению воды, т.е. . Для характеристики гидрогеологических условий бурения удобно пользоваться относительным пластовым или поровым давлением :
В нормальных условиях . Если , то имеется аномально высокое пластовые (АВПД) или поровое АВПоД) давление. Вероятность встречи с АВПД при увеличении глубины бурения возрастает. АВПД наиболее широко распространено в районах активной тектонической деятельности и в районах с соляно-купольной тектоникой. Если , то пластовое давление (АНПД) аномально низкое. В практике бурения широко используется понятие градиентов давления, равных отношению давления к глубине залегания пород. Например, градиенты горного и пластового или порового давлений grad; grad. При г/см3, и г/см3 (минерализованная вода) градиенты соответственно равны. gradМПа/м; grad Естественное напряженное состояние горных пород при вскрытии их скважиной существенно изменяется. Горная порода в объеме скважины замещается промывочной жидкостью, находящейся под давлением:
где - плотность промывочной жидкости; - давление жидкости на устье скважины (при бурении под давлением); - технологические колебания давления в скважине (работа бурового насоса, спуск или подъем бурильного инструмента).
Давление в скважине в общем случае не равно пластовому. В пористых проницаемых породах вокруг скважины образуется переходная зона, в которой давление насыщающей жидкости изменяется от давления в скважине (у стенки) до естественного пластового давления (на некотором удалении от стенки). Таким образом, горные породы, окружающие скважину, находятся в сложном напряженном состоянии, причем преобладают напряжения сжатия. С увеличением глубины среднее напряжение в горных породах увеличивается.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 653; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |