пласт нефть

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

С увеличением глубины залегания горных пород возрастает температура и давление всестороннего сжатия. Под их действием такие упруго–хрупкие породы как граниты, кристаллические сланцы приобретают пластические свойства. В результате для объемного разрушения горной породы требуется большее время контакта зубца с породой, а следовательно, меньшая частота вращения долота.

112

СПБГУАП группа 4736 https://new.guapПЛАСТИЧНОСТЬ.ru/i03/contacts

Под пластичностью в общем случае понимают свойства твердых пород сохранять остаточную деформацию, возникшую под воздействием внешних сил, после прекращения их действия.

Пластичность проявляется тогда, когда напряжение превысило предел упругости, и предшествует разрушению. Пластические деформации в отличие от упругих непропорциональны величине деформирующего напряжения, а растут быстрее, например, пластилин или влажная глина.

Если пластические деформации растут без роста давления, то тело идеально пластично и деформируется в режиме ползучести. ПОЛЗУЧЕСТЬ ГРУНТА — деформирование во времени минерального скелета грунта при действующем на него неизменном давлении. Если рассматривать поведение вещества за долгий промежуток времени, то текучим оказывается «твердый» битум, а за геологическое долгое

время текучими оказываются многие горные породы.

113

ПроцессСПБГУАП группаползучести4736 https://newв.guapзависимости.ru/i03/contacts от величины нагрузки и вида грунта может быть затухающим или незатухающим.

В первом случае скорость деформации стремится к нулю, во втором — возрастает или сохраняет постоянное значение.

Скорость развития деформаций, а следовательно, и величина деформаций в любой момент времени зависят от величины напряжения.

Незатухающая ползучесть включает начальную условно-мгновен- ную деформацию, стадию неустановившейся ползучести с уменьшающейся скоростью и стадию установившейся ползучести (плас- тично-вязкого течения) с почти постоянной скоростью деформирования. Эта стадия для структурированных грунтов переходит в стадию прогрессирующего течения с увеличивающейся скоростью и приводит к хрупкому или вязкому разрушению; для слабоструктурированных грунтов эта стадия может (при небольших напряжениях)

продолжаться неограниченно долго. Начальная деформация явля-
ется упругой или упруго-пластической.	114

ДеформацииСПБГУАП группа 4736установившегосяhttps://new.guap.ru/i03/contacts(пластично-вязкого) и прогрессирующего течения полностью необратимы.

При незатухающей ползучести и различных постоянных нагрузках, чем меньше нагрузка, тем больше времени необходимо на разрушение.

Горные породы по пластичности разделены на шесть категорий.

К первой отнесены упруго-хрупкие породы.

Ко второй–пятой категориям пластично-хрупкие породы.

Шестую составляют высокопластичные горные породы.

115

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts				3	4	5	6
Категория	1	2
горных пород
Коэффициент	1	1,2		2,3	3,4	4,6	>6
пластичности
	Кремнистые,	Сланцевые	Глинистые сланцы		Известняки,	Известняк	Глинистые
	кварцевые	глины,	и	аргиллиты,	доломиты,	и,	мергели,
	песчаники	глинистые	известняки,		ангидриты,	доломиты	известняки
		сланцы,	мелкозернистые		песчаники		,
		аргиллиты,	доломиты,		кварцевые,		доломиты
Породы		алевролиты,	сульфатные		алевролиты
		кремнистые	породы,		кварцевые
		породы	песчаники
			кварцевые,

алевролиты

кварцевые

116

ВСПБГУАПнедрахгруппапластичными4736 https://new.guapоказываются.ru/i03/contacts породы хрупкие на поверхности, потому что пластичность пород возрастает при растущих давлениях и температурах за геологически большие промежутки времени.

Например, лед и сухая глина – хрупкие на поверхности, в тот же время на глубине несколько сот метров они пластичные. Этим обусловлено медленное течение ледников, галит на глубине более 500 метров выдавливается, образуя соляные купола и штоки.

Пористые породы пластичны за счет деформации пор и выдавливания порового флюида. На глубинах в несколько километров, пластичность появляется у перекристаллизующихся в мрамор известняков.

Пластическая деформация может скомпенсировать внешнее давление, а если нагрузку снять, то деформация сохранится.

117

ПластичностьСПБГУАП группа 4736такжеhttps://newпроявляется.guap.ru/i03/contactsв релаксации напряжений в горных породах.

Например, если образец горной породы зажать в тисках, деформируя на постоянную величину, находящуюся в пределах области упругой деформации, и оставить в таком положении на длительное время, то постепенно сила противодействия сжатой породы будет уменьшаться, а её деформация перейдет из упругой в пластическую. Вынув этот образец из тисков, мы обнаружим на нем вмятину (остаточную деформацию).

118

СПБГУАПОПРЕДЕЛЕНИЕгруппа 4736 https://newКОЭФФИЦИЕНТОВ.guap.ru/i03/contacts ХРУПКОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ

Деформация - это изменение линейных размеров, объема или формы, которые испытывает горная порода под воздействием внешних сил. Деформации могут быть: разрушающими - приводят к разделению породы на отдельные части; неразрушающими - изменяют размеры, форму и объем породы без нарушения ее сплоченности.

Неразрушающие деформации бывают упругие и пластичные. Один вид деформации может переходить в другой при возрастании напряжений или увеличении времени их воздействия.

В зависимости от соотношения вида деформаций горные породы подразделяются на:

•упругие или хрупкие (пластическая зона фактически не наблюдается);

•упруго-пластичные (разрушающей деформации предшествует зона пластической деформации);

•пластичные (упругая деформация незначительна).

119

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Коэффициент пластичности - отношение общей работы затраченной на разрушение горной породы к работе упругих деформаций до разрушения.

Коэффициент хрупкости (по Л. И. Барону) - отношение работы, затраченной на деформирование образца породы до предела упругости, к общей работе деформации до момента разрушения.

Коэффициенты пластичности и хрупкости горной породы определяются из графика деформаций.

120

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contactsТВЕРДОСТЬ

Под твердостью понимается способность тела (горной породы) оказывать сопротивление внедрению в него другого тела.

Существуют различные методы определения твердости. В минералогии твердость –это относительная способность царапать один кристалл другим: какой кристалл царапает, тот тверже. На этом основана шкала относительной твердости Мооса.

При бурении породоразрушающий инструмент контактирует с горной породой не по всей поверхности забоя, а лишь на отдельных участках. Через зубья долота на породу действует локальное давление, которое породу деформирует и разрушает. Происходит вдавливание зубца и скалывание породы. Поэтому в науке о бурении под твердостью, по предложенной в МНИ им И.М. Губкина проф. Л.А. Шрейнером методике, понимают способность горной породы сопротивляться внедрению в неё цилиндрического штампа с плоским основанием, т.е. это давление, при

котором происходит разрушение породы:	121