Закономерности изменения прочностных свойств горных пород на больших глубинах в нефтегазоносных районах

Д. В. Карасев, Т. В. Карасева

Аннотация


На основе результатов лабораторных исследований керна, полученного при бурении Тюменской и Ен-Яхинской сверхглубоких скважин на севере Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, Тимано-Печорской сверхглубокой скважины в одноименной провинции и Кольской сверхглубокой в пределах Балтийского кристаллического щита установлены новые закономерности изменения прочности на сжатие и растяжение пород на больших глубинах. Для глубокопогруженных горизонтов в целом не выявлено зависимости изменения прочностных свойств пород разных литотипов с глубиной, хотя для всех изученных сверхглубоких скважин, кроме Тюменской, наблюдается тенденция роста максимальных значений прочностных характеристик с глубиной. Напротив, возможно их значительное снижение из-за влияния специфических глубинных факторов, вызывающих разуплотнение пород. На больших глубинах часто наблюдаются интервалы разреза с существенно различающимися значениями прочностных показателей. Показано, что на глубинах 5-8 км встречаются в основном породы «средней прочности» и «прочные», в единичных случаях для Кольской и Тимано-Печорской скважин выявлены породы «очень прочные». По твердости доминируют «средние», «твердые» и реже «крепкие» породы. Самые высокие значения прочностных параметров на глубинах более 6 км выявлены для песчаников, обедненных глинистым материалом, низкие значения могут быть характерны как для базальтов, измененных интенсивными метасоматическими процессами, так и глинисто-алевритовых пород. Для глубокопогруженных вулканогенных пород севера Западной Сибири установлены закономерные связи прочностных параметров с петрофизическими характеристиками, такими как открытая пористость, объемная плотность, относительное электрическое сопротивление. Для разреза вулканогенных пород Ен-Яхинской скважины обнаружены значимые корреляционные связи между прочностью на сжатие и растяжение и интервальными временами пробега продольных и поперечных волн, что указывает на возможность применения акустического каротажа для прогноза прочностных свойств. Установлено, что анизотропия пород проявляется в большей степени для прочности на растяжение, чем на сжатие. С целью предупреждения осложнений при строительстве глубоких и сверхглубоких скважин отмечена необходимость изучения прочностных свойств пород на больших глубинах, которые могут повлиять на состояние и траекторию ствола сверхглубоких скважин, выбор долот и режима бурения.

Ключевые слова


abnormal pressure;correlation coefficient;curvature of wells;durability on compression and stretching rocks;hardness of rocks;oil and gas content;sedimentary rocks;superdeep well;volcanic rocks;аномальные давления;вулканогенные породы;искривление скважин;коэффициент корреляции;нефтегазоносность;осадочные породы;прочность на растяжение и сжатие пород;сверхглубокая скважина;твердость пород

Полный текст:

PDF

Литература


1. Абатуров В.Г. Физико-механические свойства горных пород и породоразрушающий буровой инструмент. Тюмень: изд-во «Нефтегазовый университет». 2007. 238с.

2. Ямщиков В.С.Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов. М.: Недра. 1982. 296 с.

3. Боссон А., Берр Б., Диллард С. Новый взгляд на режущие инструменты буровых долот // Нефтегазовое обозрение. 2002. №5. С. 4-31.

4. Fabian R.T. Confined compressive strength analysis can improve PDC bit selection// Oil and gas Journal.1994. № 20. p. 59-63.

5. Zhou, Y., et al. Mechanical specific energy versus depth of cut. in The 46th U.S. Rock Mechanics Symposium // Geomechanics Symposium. Chicago, IL. USA: Curran Associates. Inc. 2012. р. 127-148.

6. Кольская сверхглубокая. Исследование глубинного строения континентальной коры с помощью бурения Кольской сверхглубокой скважины. М.: Недра. 1984.490 с.

7. Тюменская сверхглубокая скважина, основные результаты исследований / Горбачев В.И. и др. // Разведка и охрана недр. 1996. №7. С.9-11.

8. Карасев Д.В., Карасева Т.В. Особенности прочностных свойств горных пород на больших глубинах//Геол. изучение и использование недр: науч-техн. информ. сб./ЗАО «Геоинформмарк». М.: 1998. Вып.4. С.41-36.

9. Особенности геологического строения доюрского комплекса севера Западной Сибири в связи с нефтегазоносностью / Ехлаков Ю.А. и др. //Горные ведомости. 2005. № 2. С.28-37.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.