Экзаменационный билет № 1

1. Физико-механические свойства горных пород.

2. Дисперсные системы. Типы. Определения.

3. Сплошность горных пород.

1)

1. Пористость – совокупность пустот (пор, трещин, каверн), служащих вместилищем для нефти, газа и воды.

2. Проницаемость - способность горных пород пропускать при перепаде давления жидкость и газ. Бывают породы хорошо проницаемые породы (пески, рыхлые песчаники, трещиноватые известняки) и плохо проницаемые (глины, гипсы, сланцы, глинистые известняки).

3. Твердость - способность горных пород сопротивляться вдавливанию в них более твердого тела.

Твердость пород существенно влияет на скорость разбуривания. По возрастанию твердости осадочные породы располагаются в следующем порядке (песчаник, известняк, доломит, кварцевый песчаник).

По мере увеличения глубины залегания осадочных пород возрастает их плотность и твердость, уменьшается пористость и проницаемость.

2) Диспе́рсная систе́ма — это система, образованная из двух или более фаз (тел), которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Первое из веществ (дисперсная фаза) мелко распределено во втором (дисперсионная среда). Если фаз несколько, их можно отделить друг от друга физическим способом (центрифугировать, сепарировать и т. д.).

Истинные растворы Это одно фазная система в которой отсутствуют взаимодействия между веществом и средой Истинный раствор используют для приготовления буровых растворов

Коллойдные растворы высокодисперсные двух фазные системы состоящие из дисперсной фазы и дисперсной среды Примерные размеры частиц колеблются от 1-100 Коллойдные растворы-полимры,КМС. Коллойдны раствор используется для стабилизации буравого р-ра Суспензии дисперсная система в которой дисперсной фазой твердое вещество среда-жидкость Эмульсии-жидкости взаимно не взаимодействующие

3) Сплошность горной породы косвенно характеризует ее пористость и проницаемость по способности стенок скважины пропускать через себя буровые растворы.

Сплошность горной породы характеризует весь комплекс нарушений в зоне, примыкающей к забою, в виде системы пор, трещин, каверн. Значение этой характеристики для оценки буримо-сти обусловлено также влиянием дифференциального давления на эффективность процесса отделения частиц горной породы от поверхности забоя.

Экзаменационный билет № 2

1. Породоразрушающие инструменты, классификация.

2.Фонтанная эксплуатация скважин..

3. Закон Дарси. Абсолютная и фазовая газопроницаемость горных пород.

1)

Долото – это инструмент для механического разрушения горных пород на забое скважины в процессе ее проходки.

По характеру воздействия на породу долота классифицируются следующим образом:

1. Долота режуще-скалывающие или лопастные долота (Рис. 4.7), предназначенные для разбуривания вязких и пластичных пород небольшой твердости (вязких глин, малопрочных глинистых сланцев и др.) и малой абразивности.

2. Долота дробяще-скалывающего действия или шарошечные долота, предназначенные для разбуривания неабразивных и абразивных пород мягких, средней твёрдости, твердых, крепких и очень крепких.

Интенсификация разрушения забоя долотом особенно в мягких породах может быть повышена за счет эффективного использования энергии струи промывочной жидкости. Для этой цели в корпус долота встраиваются профилированные насадки, при движении через которые поток промывочной жидкости приобретает большую скорость. Чем выше скорость истечения жидкости из насадки, тем больше гидромониторный эффект, скорость бурения и проходка на долото.

3. Долота режуще-истирающего действия или долота с алмазными и твердосплавными породоразрушающими вставками. Предназначены они для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже малоабразивными твердыми. На рис. 4.15 показана конструкция алмазного долота, представляющая собой цельный стальной корпус 1 с присоединительной конической резьбой, к которому прикрепляется фасонная алмазонесущая головка-матрица 2.

Рабочая поверхность долота оснащается алмазами различной величины: для калибрующей части 0,1÷0,25 карата; для торцовых поверхностей 0,2÷0,34 карата (один карат равен по массе 0,2 г). Количество зерен алмазов, устанавливаемых на поверхности долота диаметром 140 мм, составляет 1000÷1100 шт.; в долотах диаметром 212 мм – до 2000 шт. На одно долото расходуется от 200 до 700 карат алмазов.

2) Способ эксплуатации скважин, при котором подъем нефти или смеси нефти с газом от забоя на поверхность осуществляется за счет природной энергии, называется фонтанным.

Если давление столба жидкости, заполняющей скважину, меньше пластового давления при условии сообщения забоя скважины с продуктивным пластом, то жидкость будет переливаться через устье скважины, т.е. скважина будет фонтанировать.

В большинстве случаев главную роль в фонтанировании скважин играет газ, содержащийся вместе с нефтью в пласте. Это справедливо даже для месторождений с явно выраженным водонапорным режимом, когда газ в пластовых условиях полностью растворен в нефти и в пласте движется однородная жидкость.

На глубине, соответствующей давлению насыщения нефти газом, последний начинает выделяться из нефти в виде мельчайших пузырьков. По мере продвижения вверх по скважине пузырьки газа испытывают все меньшее давление, в результате чего объем пузырьков газа увеличивается и плотность смеси жидкости и газа становится все меньше и меньше. Общее давление столба газожидкостной смеси на забой скважины становится меньше пластового, что вызывает самоизлив нефти, т.е. фонтанирование скважины.

3)

Закон Дарси (Анри Дарси, 1856) — закон фильтрации жидкостей и газов в пористой среде. Исторически закон был получен А.Дарси экспериментально^[1], но может быть получен с помощью осреднения уравнений Навье – Стокса, описывающих течение в масштабе пор^[2] (в настоящее время имеются доказательства для пористых сред с периодической^[3][4] и случайной^[5] микроструктурой). Выражает зависимость скорости фильтрации флюида от градиента напора:

где:  — скорость фильтрации,  — коэффициент фильтрации,  — градиент напора^[6

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ горных пород свойство горной породы пропускать газы при наличии перепада давления за счёт сообщаемости пустот (пор, каналов, трещин).

Абсолютная (физическая) газопроницаемость соответствует фильтрации газа через сухую породу (высушенную при 105°С до постоянной массы). Фазовая газопроницаемость — фильтрация газа при определенных соотношениях в поровом пространстве породы других несмешивающихся флюидов (воды, нефти). Фазовая газопроницаемость при остаточной водонасыщенности называется эффективной. Относительная газопроницаемость определяется как отношение фазовой проницаемости к абсолютной.