USD 92.5058

-0.79

EUR 98.9118

-0.65

Brent 88.21

+0.17

Природный газ 1.968

-0

, Обновлено 11 августа 13:29
183320

Горная порода

Скорость бурения скважин на нефть и газ в большой степени зависит от твердости горных пород

Горная порода

Горная порода - это имеющий определенный состав и строение твердый минерал естественного происхождения, образующий в коре Земли различные по размерам и форме тела.
Фильтрационно-емкостные свойства горных пород позволяют вмещать и пропускать через себя жидкость и газы.

Существует 3 группы горных пород:

  • осадочные,
  • метаморфические,
  • магматические.
Появление осадочных пород обуславливается преобразованием в условиях термической обработки поверхности земной коры осадков, которые представляют собой продукты разрушения древнейших пород, извержения вулканов, а также жизнедеятельность организмов и растений.

Грязевые (глинистые) породы - класс мелкозернистых силикокластических осадочных пород:
  • алевролит, аргиллит, аргиллит, сланец;
  • большинство частиц, из которых состоит камень, имеют размер менее 0,0625 мм и слишком малы, чтобы их можно было легко изучить в полевых условиях;
  • составляют 50% осадочных пород, являются самыми распространенными отложениями на Земле:
    • мелкие отложения являются наиболее распространенным продуктом эрозии, и эти отложения способствуют повсеместному распространению илистых пород,
    • при повышении давления с течением времени пластинчатые глинистые минералы могут выровняться с появлением параллельных слоев ( трещиноватость ) - этот тонкослоистый материал, легко расщепляющийся на тонкие слои, называется сланцем, в отличие от аргиллита,
    • отсутствие расщепления или слоистости в аргиллитах может быть связано либо с исходной текстурой, либо с нарушением слоистости закапывающимися в осадок организмами до литификации (превращение всех органических и неорганических отложений в горную породу).

Покрывающая горная порода

Покрывающие породы представляют собой относительно непроницаемые пласты горных пород, закрывающие верхнюю часть резервуаров и других геологических образований.
Покрывающие породы:
  • обычно упоминаются в контексте покрытия нефтяных и газовых коллекторов,
  • могут покрывать пласты более мягких или менее устойчивых пород и соляных куполов.
  • часто образуются из сланца, ангидрита или соли.
Когда горная порода, которую труднее разрушить (устойчивая к атмосферным воздействиям), лежит поверх более легко разрушаемой породы (менее устойчивой к атмосферным воздействиям), горная порода сверху называется покрывающей породой.
Покрывающая порода в этом случае может защитить нижние слои от выветривания и эрозии.
В качестве альтернативы покрывающая порода может остаться, в то время как более тонкие нижние слои подвергаются атмосферным воздействиям и разрушаются из-под нее.
Так образуются холмы, столовые горы, уступы, но наиболее отличительной чертой, образующейся таким образом, являются Худу (эрозионные каменные столбы).

Резервуары нефтяных и газовых месторождений

Покрывающие породы образуют верхнюю часть резервуаров и создают слой, непроницаемый для потока жидкости, предотвращая протекание или утечку жидкостей через него.
Особенно это касается месторождений нефти и природного газа.
Залежи нефти и газа часто образуются в ловушках, которые являются частью резервуара.
Во всех случаях покрывающая порода перекрывает породу-коллектор, изолируя верхнюю часть ловушки, а часто и боковые стороны.
Материнские породы обычно находятся глубже, чем покрывающая порода, но не обязательно непосредственно под ней.

Соляной купол

Соляной купол - большие массы подземной соли с небольшим количеством ангидрита (безводный сульфат кальция, CaSO4).
Соль обычно имеет меньшую плотность, чем окружающая порода, и при возможности пробивается вверх.
Это приводит к тому, что соляные купола образуют пробки или выпуклости, поскольку они пытаются пройти через слабые места в вышележащем слое горных пород.
По мере того, как соль движется вверх и начинает растворяться, на вершине купола образуется каменная шапка.
Ангидрит - это эвапоритовый минерал (водорастворимое осадочное минеральное отложение),менее растворимый, чем соль.
Он вступает в реакцию с бактериями и другими веществами в земле, превращаясь в серу, доломит, известняк и/или гипс, все из которых накапливаются, образуя каменную шапку.

Твердость Горных пород

Твердость - характеристика прочности горных пород.
Скорость бурения скважин на нефть и газ в большой степени зависит от твердости горных пород.
Нередко твердость пород определяется по шкале Мооса, по которой в качестве эталонов твердости выбрано эталонных 10 минералов.
Основан на способности более твердого минерала царапать более мягкий.
Метод не точен и показывает лишь диапазон твердости.
Метод актуален в полевых условиях, когда нужна грубая идентификация минералов.

Существует шкала Кнупа, которая тоже обеспечивает сопоставление твердости.

Название минералов (материалов) Твердость горных пород
по шкале Мооса по шкале Кнупа
Тальк 1 12
Гипс 2 32
Известковый шпат 3 135
Плавиковый шпат 4 160
Апатит 5 400
Стекло 6 500
Кварц 7 1250
Топаз 8 1550
Корунд 9 1900
Карбид вольфрама 9,5 2800
Алмаз 10 8300

Метод измерения путем вдавливания специального пуансона (метод Шрейнера).
Твердость породы определяется по нагрузке на пуансон в момент ее разрушения.
Количественно твердость определяется отношением разрушающей силы к площади пуансона.
Во время нагружения пуансона при определении твердости породы регистрируется нагрузка и показывается диаграмма деформации.
По диаграмме определяют твердость рш, условный предел текучести δт, коэффициент пластичности Кпл и удельную контактную работу разрушения As.

Горная порода Твердость рш· 107Па Условный предел текучести, δт · 107Па , Коэффициент пластичности, Кпл Модуль упругости первого рода (модуль Юнга) , Е · 1010Па Удельная контактная работа раз­рушения As · 105Дж/м2
Гипс 25-40 15-35 1,8-3,7 0,6-1,4 0,2-0,5
Аргиллит и глинистые сланцы 20-75 15-40 1.3-3,3 0,5-0,9 0,3-0,4
Алевролит с карбонатным базальным цементом
70-90 40-50 2,2-3,3 0,4-1,2 0,8-1,3
Мрамор 95-130 65-70 2,2-3,0 3,5 1,3
Ангидрит 105-140 40-95 2,1-4,3 1,8-5,4 0,5-1,2
Известняк плотный 110-200 50-110 1,7-2,8 2-5 0,7-2,8
Песчаник среднезернистый с карбонатным цементом
170-300 140-210 1,7-2,8 1,8-2,5 2,2-2,8
Доломит плотный 250-320 150-220 2,5-4,5 5-8 1,7-3,4
Гранит (уральский) 300-370 220-300 1,4-1,9 4,1-5 2
Базальт 390 140 4,2 3,3 16,9
Диорит кварцевый (уральский) 410 340 1,4 4,5 2,5
Сиенит (уральский) 570 480 2,2 8,8 14,6
Диабаз (кольский) 630 500 1,5 10 5,1
Кварцит (карагандинский) 580-630 - 1,0 6,9-7,3 4-6
Роговик эгириновый (криворожский) 800 580 2,5 10 8,5
Джеспилит 810 - 1,0 10 3,6

Существуют другие методы определения твердости: Бринеля, Роквелла, Шора, Виккерса.

Новости СМИ2




Подпишитесь на общую рассылку

лучших материалов Neftegaz.RU

* Неверный адрес электронной почты

Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»