23 Набухание и размокание глинистых пород.
Прочность горных пород зависит от их влажности (водонасыщенности).
Глинистые породы при взаимодействии с водой набухают, увеличивают свою влажность и объем.
Способность к набуханию характеризуется:
1) увеличением объема образца (в % к начальному объему породы);
2) влажностью набухшего образца;
3) давлением, развиваемым набухшим образцом.
Набухание глинистых коллекторов приводит иногда к значительному снижению проницаемости.
В промысловой практике размокание глин может привести к обвалам, так как глины распадаются на мелкие чешуйки.
24 Классификация горных пород по механическим свойствам.
Классификация горных пород по механическим свойствам дает возможность нормировать выбор средств для разрушения горных пород, например, при бурении.
В настоящее время принята следующая классификация. Породы разделяют на:
- 12 категорий по твердости и пределу текучести.
- 8 категорий по удельной контактной работе (крепости) и модулю Юнга.
- 6 категорий по коэффициенту пластичности.
В целом все породы разделяют на три группы по их твердости и пределу текучести.
Классификация горных пород по твердости и пределу текучести
25Тепловые характеристики горных пород
Основные задачи:
- выявление в разрезе скважин горизонтов, содержащих полезные ископаемые;
- контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений на основе изучения тепловых свойств пород, слагающих разрез скважины;
- изучение геологического разреза и технического состояния скважин.
Дополнительные:
- проектирование методов теплового воздействия на пласт (закачка горячей воды и теплоносителей для вытеснения нефти);
- обработка призабойной зоны скважин, удаление асфальтено-смолистых отложений и парафина и т.д.
Тепловой режим Земли определяют 4 температурные зоны:
1. Зона, в которой имеют место суточные колебания температуры, глубиной до 1 метра.
2. Зона годового колебания температуры, глубиной до 20 метров.
3. Зоны векового колебания температуры, глубиной до 1000 метров.
4. Зона постоянной во времени температуры, глубиной свыше 1000 метров.
ОСНОВНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРНЫХ ПОРОД:
1 Теплоемкость
удельная
- количество теплоты, необходимое
для нагрева единицы массы породы на
один градус;
объемная
-количеством теплоты, необходимым
для нагрева единицы объема породы на
один градус;
Связь между ними:
молярная
(- молярная
масса).
Удельная теплоемкость пород зависти от их минералогического состава, обычно возрастает с увеличением влажности и температуры, а также с уменьшением плотности, и не зависит от строения, структуры, дисперсного состояния минералов.
Значения удельной теплоемкости горных пород находятся в пределах
объемной теплоемкости:
Коэффициент теплопроводности λ
количество теплоты, переносимой через
единицу площади породы Sв единицу времениtв
направленииx;
Или через тепловой поток q (в соответствии с 1-м законом Фурье):
Коэффициент температуропроводности а
2-й закон Фурье (уравнение теплопроводности):
Коэффициенты линейного αL и объемного αV расширения:
где L иV– длина и объем образца горной породы.
Значения коэффициента линейного теплового расширения различных горных пород меняется в пределах от 4 до 15·106К-1
Вдоль напластования горной породы теплопроводность и температуропроводность выше, чем поперек на 10-15%.