Menu

Гідророзрив пласта

ГІДРОРОЗРИВ ПЛАСТА

 

При суттєвому збільшенні тиску у свердловині може статися гідравлічний розрив пласта або розкриття існуючих раніше тріщин, що спричинить поглинання пластом промивної рідини. Зовнішньо в процесі буріння гідророзрив пласта проявляється як різке збільшення поглинання рідини свердловиною при перевищенні певного тиску. На рис. 15 показано характерний графік залежності зміни тиску в свердловині при виконанні експериментального розриву пласта нагнітанням в свердловину рідини з постійною витратою. Спочатку тиск монотонно зростає до певної величини pкр, а потім зменшується і надалі залишається постійним (цей тиск називають тиском нагнітання pн . Скачок тиску Dp= pкр- pн зумовлений утворенням початкової тріщини. Промислові ж дослідження показують, що у більшості випадків цього скачка немає. Це можна пояснити так: при гідророзриві в промислових умовах відбувається в основному розкриття природних тріщин і порушень суцільності масиву гірських порід.

 

Рисунок 15 – Зміна тиску в свердловині при гідророзриві

( за Желтовим Ю.П.)

У випадку гідророзриву на стінках свердловини повинні бути розтягуючи напруження. Основний фактор, що протидіє гідророзриву – гірський тиск.

Аналіз формул (62) –(64) показує, що при пружному розподілі напружень довкола свердловини розтягуючими можуть бути лише тангенціаль-ні напруження sq.

При r=rC з виразу (64) випливає, що

 

[image], (78)

де рС – тиск у свердловині на розглядуваній глибині.

Звідси випливає, що умові sq>0 відповідає умова

 

[image]. (79)

 

Для більшості осадових гірських порід коефіцієнт Пуассона m=0,1 ¸ 0,3 , чому відповідають значення коефіцієнта бокового розпору l=0,11 ¸ 0,43. Підставляючи ці значення у вираз (79), отримаємо

 

[image].

 

В нормальних умовах пластовий тиск

 

[image].

 

Нагнітання рідини в пласт можливе при pC>p .Звідси

 

[image].

 

Таким чином, логічним є припущення про виникнення або розкриття вертикальних тріщин в гірських породах. Таке пояснення гідророзриву висовувалося Скоттом, Вірденом, Говардом та ін.

Християнович С.А. висунув іншу гіпотезу. В результаті пластичних деформацій найменш міцних порід (як правило, глинистих) може статися розвантаження гірського тиску довкола свердловини. Тоді при тисках менших за гірський можливе розкриття і горизонтальних тріщин.

Важливою характеристикою порід є критичний тиск гідророзриву ркр . Оскільки визначити його аналітично не можна, то значення ркр визначають експериментально.

Коливання температури і гідродинамічного тиску в свердловині є причиною зменшення критичного тиску гідророзриву. В зв’язку з чим повинно узгоджуватися питання про тривалу міцність стінок свердловини.

 

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:4891 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8080 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4927 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Влияние стока ливневых вод на эрозию поч…

Современный экологический кризис является следствием антропогенной деятельности. Эрозия и дефляция как основная причина деградации почвенного покрова возникла при не адаптированной к условиям природной среды хозяйственной деятельности, вследствие чрезмерной распашки территории...

03-06-2011 Просмотров:6576 Геоэкология

Структура фундамента вулканов

В вулканических сооружениях различается суперструктура — строение аккумулятивной поверхностной постройки и субструктура, охватывающая фундамент вулкана до его очага. В зависимости от глубины и структуры вулканического очага к субструктуре вулкана относится фундамент...

19-08-2010 Просмотров:7381 Структурная вулканология

Основные дефекты стен и фасадов и причин…

В процессе эксплуатации крупнопанельных и крупноблочных зданий наблюдаются: протекание и высокая воздухопроницаемость стыков, разрушение заделки стыков, коррозия стальных закладных деталей, обеспечивающих несущую способность и устойчивость конструкций здания, обнажение или недостаточная...

31-03-2010 Просмотров:39097 Эксплуатация жилых зданий