Залежність властивостей пластичних гірських порід від зміни тиску в свердловині

Анотація

В розрізах родовищ Дніпрово-Донецькій западині виявлені потужні товщі  солі у пермських та девонських відкладах За даними спостережень, такі деформації мають нестійкий характер і можуть проявлятись в будь-який момент  експлуатації вертикального ствола. В статті досліджено поведінку гірського масиву з вмістом високопластичних порід на моделі. В якості моделі масиву високопластичної породи був використаний парафін, що обмежувався по горизонталі трубою великого діаметра, а по вертикалі – жорсткими плитами. В якості моделі свердловини була використана гумова трубка, заповнена рідиною. Тиск на модель текучого пласта створювався гідравлічним пресом, який автома­тично підтримував заданий тиск протягом всього експерименту. Для вимірювання тиску в моделі свердловини і гірського масиву були використані напівпровідникові датчики об'ємного тиску, що були установлені на різній відстані від осі свердловини. До початку експерименту модель гірського масиву із умовною свердловиною ви­держувалась до вирівнювання тиску у всіх точках об'єму. Потім тиск в моделі свердлови­ни зменшували до атмосферного і свердловину герметизували. Показники датчиків тиску реєструвались протягом всього експерименту. В результаті експерименту встановлено, що інтенсивність падіння тиску зменшується від свердловини. При розкритті свердловиною пластичного пласта спостерігається інверсія тиску подалі від свердловини. Встановлено, що у першому наближенні для визначення тиску соляних та глинистих відкладень на кріплення в будь-який момент часу можна використати апроксимуючу функцію. Яка демонструє степеневу залежність відношення тиску на момент часу до геостатичного тиску.  Після герметизації свердловини тиск в масиві пластичного пласта зростає в при-свердловинній зоні і зменшується в периферійній і з часом вирівнюється по всій площі. Зміни тиску в пластичній породі мають імпульсний характер. Термічні напруження, які мають назву залишко­вих, впливають на руйнування гірських порід під час буріння зі збільшенням гли­бини свердловини