Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
К- КА КБ КВ КЕ КИ КЛ КО КП КР КС КУ КЫ

Керн - горная порода

 
Керны горных пород, извлекаемые с различных глубин на поверхность при бурении скважин, дают возможность непосредственно изучать пройденные скважиной породы. Учитывая технико-экономические условия бурения, отбор керна производят в разведочных скважинах только в наиболее важных интервалах. К последним относятся: а) интервалы, в которых предполагаются горизонты, возможно, содержащие нефть, газ или воду; б) интервалы, где предполагаются границы различных свит и опорных горизонтов, что позволит определить положение забоя бурящейся скважины по отношению к нефтегазоносной свите или отдельным, подчиненным ей пластам; в) зоны, где можно получить данные, характеризующие условия залегания пород.
Сероводород на кусках кернов горных пород и минералов определяют после обработки их сначала толуолом ( для удаления жиров и масел) и затем 10 % - ным раствором NaOH. Твердые частицы отфильтровывают, через фильтрат после подкисления пропускают водород для извлечения растворенного сероводорода, который затем поглощают раствором или твердым сорбентом, в зависимости от концентрации H2S определяют фотометрически или гравиметрически.
Скважинный испытатель пробивной способности кумулятивных зарядов. J. В комбинированной мишени применяют керн естественной горной породы с известными свойствами либо керн искусственной породы со стабильной характеристикой из смеси песка и маршаллита на основе жидкого стекла. Для получения сравнимых результатов испытаний установлена единая мишень, состоящая из стального диска толщиной 10 мм ( предел текучести стт 40 - - 50 кгс / см2), цементного диска толщиной 25 мм ( 0СЖ 200 кгс / см2) и керна из искусственного или естественного песчаника ( пористость примерно 30 %, стсж 450 кгс / см2), насыщенного 5 % - ным раствором NaCl. Перед мишенью обычно находится слой воды толщиной 25 мм.
Нужно иметь в виду, что даже сухие на вид керны горных пород пропитаны природным раствором той или иной концентрации. Часто при высыхании кернов на их поверхности появляются солевые выцветы, а относительно высокая электропроводность кернов, отмеченная в состоянии естественной влажности, резко падает. Исследования удельной электропроводности илов показывают, что она возрастает пропорционально содержанию пропитывающего раствора и зависит от его солености.
Для изучения сжимаемости и физических свойств пород на установках высокого давления керн горной породы, заключенный в эластичную оболочку, помещают в камеру, где постепенно создаются всестороннее или разноосное напряжение и температура, подобные напряжению и температуре, действующим на глубине залегания породы. Одновременно в порах породы создается давление, равное давлению пластовой жидкости.
Величина коэффициента f составляет одну сотую разрушающего напряжения кубика или части керна горной породы.
Экспериментальная зависимость силы сопротивления породы от глубины внедрения зубца ( зубец 5X1 мм, условия атмосферные.| Экспериментальная зависимость силы сопротивления породы от глубины внедрения зубца ( условия атмосферные, порода - мрамор. Конструкция установки предусматривает возможность проведения испытаний с зубцами различных конфигурации на1 реальных кернах горных пород. Процесс разрушения происходит в камере, в которой могут независимо 1 спроизводиться, давление столба промывочной жидкости, боковое горное давление и норовое давление внутри образца горной породы. Функция внедрения экспериментального зубца задается профи - лем кулачка. Скорость взаимодействия также может изменяться: как за счет профилирования кулачка, так и за счет скорости вращения привода. Устройство установки предусматривает также возможность выполнения последовательных ударов зубца по породе с заданным шагом.
Приводятся результаты изучения влияния различных добавок в промывочную воду на износостойкость замковой стали при трении о керны горных пород.
Нужно также учитывать, что расчеты показателей бурового процесса с помощью математического моделирования основаны па лабораторных испытаниях кернов горных пород. Для отбора кернового материала, представляющего с достаточной полнотой разрез скважины, и правильного применения результатов расчетов для проектирования режимов бурения необходимо располагать данными, позволяющими разделить разрез площади или некоторой ее части на пачки. Принцип разделения должен предусматривать возможность бурения каждой такой пачки долотом одного типа при постоянном режиме бурения.
В связи с изложенным выше в настоящей главе рассмотрены вопросы расчета показателей эффективности процесса бурения, отыскания области оптимальных режимов и подбора рациональных типов породоразрушающих инструментов, а также основные принципы отбора представительных кернов горных пород.
Показатели пробивного действия, приближающиеся к реализуемым в естественных условиях, получают при отстреле в СВД или в скважине по комбинированной мишени, которая состоит из стального и цементного дисков, имитирующих обсадную колонну и цементное кольцо, и керна горной породы. В комбинированной мишени применяют керн естественной горной породы с известными свойствами либо керн искусственной породы со стабильной характеристикой из смеси песка и маршаллита на основе жидкого стекла.
Показатели пробивного действия, приближающиеся к реализуемым в естественных условиях, получают при отстреле в СВД или в скважине по комбинированной мишени, которая состоит из стального и цементного дисков, имитирующих обсадную колонну и цементное кольцо, и керна горной породы. В комбинированной мишени применяют керн естественной горной породы с известными свойствами либо керн искусственной породы со стабильной характеристикой из смеси песка и маршаллита на основе жидкого стекла.

Тепловые трубы принципиально применимы для охлаждения бурового наконечника на забое скважины в процессе бурения. Охлаждение долота снижает тепловое воздействие как на мерзлые стенки скважины, так и на столбик керна горных пород. Работа таких труб, вращающихся вместе с долотом, может быть основана на использовании центробежных сил.
При всей важности геометрических размеров перфорационного канала эффективность перфораторов, как уже указывалось, определяется в конечном счете пропускной способностью канала, оцениваемой коэффициентом потока. В случае комбинированной мишени коэффициентом потока является отношение количества жидкости ( газа), протекающей в единицу времени через эту мишень с пробитым каналом, к количеству жидкости ( газа), проходящей через открытые торцы керна горной породы до пробивания канала при одном и том же перепаде давления. Значение коэффициента потока перфорационного канала определяют с помощью специальной установки потока [9], смонтированной на базе ОВД.
Однако при моделировании работы долот, оснащенных пе-осесимметричными зубцами, имеющими чаше - всего клиновидную форму с прямоугольной площадкой притупления, использовать естественный набор зубцов в качестве экспериментальных инденторов весьма затруднительно по двум причинам. Во-первых, их количество слишком велико, что сильно увеличивает объем необходимых испытаний. Во-вторых, среди них встречаются зубцы настолько крупных размеров, что обычный керн горной породы, не превышающий по диаметру 80 мм, не позволяет изготовить образцы, выдерживающие без раскола внедрение таких зубцов.
Аналогичная картина наблюдается и в процессе резания металлов при высоких скоростях. При скорости резания свыше 25 м / с сопротивление резанию у алюминия резко падает, износ режущего инструмента уменьшается. Например, при скорости 75 м / с износ составляет всего 1 5 % от обычного. При обработке на станке керна горных пород ( гранит, мрамор, известняк, песчаник и др.) износа резцов вообще заметить не удалось.
При реализации энергии на забое скважины происходит интенсивное изнашивание рабочих элементов долот и, как следствие, снижение эффективности разрушения горных пород, работоспособности долот и в целом скоростей строительства скважин. В связи с этим необходимы исследования и поиски путей повышения износостойкости материалов долот. Нами в отраслевой лаборатории бурения проводится изучение энергоемкости изнашивания породоразрушающих инструментов, являющейся основной характеристикой их износостойкости. Поскольку износ долот обусловлен в основном работой сил трения, эксперименты выполняются на специально сконструированной и йзготовленнрй установке, работающей по схеме циклического скольжения. В качестве взаимодействующей пары используются образцы Из до-лотной стали и кернов горных пород.
С точки зрения моделирования процесса взаимодействия инструмента с породой для заданного технико-технологического варианта можно поставить задачу - возможно более точно воспроизвести в эксперименте условия, соответствующие работе каждого из зубцов, входящих в комплект вооружения долота. Однако такой прямой подход к моделированию чреват значительными техническими сложностями. Кроме того, потребное количество испытаний может оказаться очень большим, учитывая значительное разнообразие типов зубцов, входящих в комплект вооружения одного долота, и необходимость повторных экспериментов, обусловленных дисперсией свойств горной породы. Смысл этой стандартизации заключается в следующем. Экспериментальные динамические характеристики горных пород должны быть по возможности получены с использованием минимального, набора эталонных инденторов. Испытания выполняются на стандартной лабораторной установке, в которой поддерживается необходимый минимум забойных режимных параметров. Подготовка образцов для испытаний должна соответствовать определенным стандартизованным правилам. Изучению влияния некоторых основных условий подготовки и выполнения лабораторных испытаний кернов горных пород, обеспечивающих функционирование математической модели процесса бурения, и посвящена настоящая глава.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11