animateMainmenucolor
 
Малогабаритные буровые установки
 
 
Вездеходы Арго
 
 
Каталог предприятий
 
 
Сделай заказ
 
 
Наличие на складе
 
 
Буровые установки
 
 
Буровое оборудование
 
 
Буровой инструмент
 
 
Запчасти к буровым установкам
 
 
Технология бурения скважин
 
 
Расчеты в бурении
 
 
Горные породы
 
 
Природные ресурсы
 
 
Техника для содержания скважин
 
 
Бурильно-крановые машины
 
 
Буровые вышки
 
 
Насосное оборудование
 
 
Оборудование водопонижения
 
 
Нефтегазопромысловое оборудование
 
 
Нефтегазопромысловая спецтехника
 
 
Горнодобывающее оборудование
 
 
Геофизическое оборудование
 
 
Геологоразведка
 
 
Добыча золота
 
 
Словарь
 
 
Реклама
 
 
Инженерно-геологические изыскания
 
 
Инженерно-геодезические изыскания
 
 
Учебные заведения
 
 
Дополнительное оборудование
 
 
Фотографии
 
 
Заказать буровое оборудование, станок СКБ 4
 
 
Карта сайта
 
 
{продукция}
{компания}

Напряженное состояние пород в приствольной зоне

Оценка напряженного состояния пород в приствольной зоне и устойчивости стенок скважины

Напряженное состояние пород в приствольной зоне. В скважине, пробуренной через толщу пород буровым раствором с плотностью ρб.рп. напряженные состояния в окрестности и вдали от нее отличаются друг от друга.

Распределение напряжений в упругих изотропных беспористых породах (без учета температуры), по С.Г. Лехницкому, описывается системой следующих уравнений (в Мпа):

                 (1.45)

где σн - вертикальное нормальное напряжение, вызванное действием сил веса (горного давления); σθ - тангенциальное (кольцевое) нормальное напряжение, направленное перпендикулярно к радиусу вертикальной скважины rc; r - радиус рассматриваемой точки породы в окрестностях скважины.

Деформации и разрушение стенок скважины обусловлены главным образом касательными напряжениями:

                 (1.46)

Радиус несущей зоны, подверженной пластическим деформациям, исчисляется по формуле

            (1.47)

Значения σт приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Горная порода

Е·10-4, МПа

υ

σсж, МПа

II

II

II

Сланцы песчанистые

3,03

2,42

0,25

0,16

52

70

Известняки

6,36

7,25

0,28

0,30

151

152

Песчаники крупнозернистые

1,93

1,73

0,45

0,36

118

142

Песчаники мелкозернистые

3,83

2,64

0,20

0,19

160

157

Алевролиты

2.67

1.72

0,25

0,29

51

68

Примечание. Условные обозначения: II — параллельно слоистости; ┴- перпендикулярно слоистости

Приведенные зависимости позволяют с достаточной для практики бурения точностью прогнозировать устойчивость стенок скважины.

В глубоких скважинах, разрезы которых представлены мощными толщами глинистых формаций (глины, аргиллиты, алевролиты, мергели и глинистые сланцы), проблема устойчивости ствола имеет очень большое значение. Бурение таких пород сопровождается образованием каверн, сужением ствола скважины, прихватами и сложностью сохранения керна.

При вскрытии отложений каменной соли, сужение ствола и пластическая деформация могут произойти при τ>σт.

Термические напряжения в горных породах. Выше отмечалось, что температура циркулирующего раствора не равна температуре горных пород. Охлаждение или нагревание стенок при промывке скважины приводит к возникновению термических напряжений в горных породах. При перепаде температур более 10 °С термические напряжения имеют тот же порядок, что и напряжения, обусловленные разностью между боковым давлением породы и давлением в скважине.

Пример 1.13. Оценить главные касательные напряжения, действующие в приствольной зоне скважины (на ее внутренней стенке) в соленосных отложениях для следующих условий: глубина залегания данной точки соленосных отложений Н= 1600м, средняя плотность вышележащих горных пород ρп=2500 кг/м3, плотность бурового раствора в скважине ρб.р= 1300 кг/м3.

Решение. Нормальное, тангенциальное и радиальное напряжения (при ζ=1) будут соответственно вычислены по формулам:

σн=-9,81·2500·1600=-39,2МПа;
σθ=-2·9,81·2500·1600+9,81·1500·1600=-58МПа;
σr=-9,81·1300·1600=-20,4МПа                   (1.48)

Главные касательные напряжения определяются по формулам:

           (1.49)

Таким образом, максимальные касательные напряжения на стенке скважины достигают τ = -18,8 МПа.

Вывод. Посколькуст, даже наиболее прочного из галогенных минералов галита составляет 20 МПа, можно считать, что на стенках данной скважины соленосные породы находятся в упруго-пластическом состоянии.

Пример. 1.14. Определить радиус несущей зоны, в границах которой высокопластичные глинистые породы с σт=60 МПа подвержены пластическим деформациям, если известно, что ρп=2300кг/м3; ρб.р=1250кг/м3; rс=6·10-2м;H= 1200м.

Решение. Подставляя данные в выражение (1.47) получаем

Торговый дом АУМАС