Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
II. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА
1. Геохронологическая шкала
Q – четвертичный период 0,7 млн.лет - до наст.
времени
N – неоген 25 - 0,7 млн.лет
P – палеоген 65 – 25
K – мел 132 – 65
I – юра 185 – 132
T – триас 235 – 185
P – пермь 280 – 235
C – каменноугольнный (карбон) 345 – 280
D – девон 390 – 345
S – силур 435 – 390
O – ордовик 500 – 435
- кембрий 570 – 500
PR – протерозой 2500 – 570
AR – архей 4600 – 2500
2. Основные понятия о горных породах.
Горная порода представляет собой совокупность минералов (иногда один минерал), формирующую геологическое тело и образовавшуюся в определенной термодинамической и химической обстановке земной коры.
Макроскопически горную породу определяют по внешнему облику, слагающим ее породообразующим минералам, а также по величине и характеру распределения этих минералов.
Последние особенности обуславливают структурно-текстурные признаки породы.
Структура – совокупность признаков, характеризующих породу по характеру структурных элементов – минералов (размеры, форма, взаимное расположение).
Текстура – пространственное распределение ее минерального вещества, обусловленное ориентировкой, взаимным расположением структурных элементов и способов выполнения пространства.
По происхождению горные породы подразделяются на три основные группы:
2.1. Осадочные горные породы
Горные породы возникшие при участии экзогенных процессов, т.е. в результате взаимодействия с атмосферой, гидросферой, и биосферой называются осадочными горными породами.
По генезису (характеру образования) осадочные породы подразделяются:
и т.п.)
2.1.1. Обломочные горные породы.
Классификация обломочных горных пород производится по величине обломков, степени их сцементированности и по минеральному составу обломков.
По величине обломков не сцементированные, рыхлые разности подразделяются на:
Консолидированные, сцементированные аналоги рассмотренных пород имеют следующие наименования:
(величина обломков более10 мм)
Типы цемента:
(по его составу и по способу выполнения пространства):
Вещественный состав цемента может быть разным: чаще всего – глинистый, известковый, или известково – глинистый. Реже – кремнистый, железистый, гипсовый, ангидритовый, баритовый, пиритовый и т.д.
2.1.2. Хемогенные горные породы.
При химическом выветривании растворимые части горных пород переходят в раствор,а затем выпадают коллоидные осадки гидроокислов Fe, Al, Mn, (лимонит, боксит, пиролюзит),карбонатов Ca, Fe, Mg. Сульфатные и галоидные соединения выкристализовываются лишь из вод лагун и озер повышенной солености в засушливом климате. Так образуются гипс, галит, сильвин. Среди карбонатных пород наиболее распространены известняки – породы содержащие более 50% CaCO3. Плотность их от 1,3 – 1,8г/см3 для рыхлых разностей до 2,4 – 2,65 г/см3 для плотных, твердых известняков. Мергель – порода состоящая из равных частей CaCO3 и глины.
2.1.3. Органогенные горные породы.
Породы этого типа в основном сложены органическими остатками различной степени сохранности, с содержанием органогенной части >50%.
Органогенные карбонатные породы – породы состоящие из карбонатных (CaCO3) раковин и скелетов микроорганизмов – известняки-ракушняки, рифовые известняки, криноидные известняки, мел.
Кремнистые органогенные породы – диатомиты, опоки, трепелы – состоящие из обломков раковин и скелетов микроорганизмов построенных из кремнезема – опала.
Каустобиолиты – органогенные породы ряда углей и битумного ряда. Породы
ряда углей – торф, лигнит (бурый уголь), каменный уголь, антрацит (плотность от 0,5
для торфа до 1,8 для антрацита).
Породы битумного ряда – нефть, асфальт, озокерит, нефтяные (горючие) сланцы.
3. Давления и температура в земной коре.
Горное давление – напряжения, возникающие в массиве горных пород, вблизи
стенок скважин в результате действия гравитационных и тектонических сил.
Поровое давление – давление флюида в глинистых непроницаемых породах.
Пластовое давление – давление пластового флюида на вмещающие породы в
пластах – коллекторах, имеющих внутреннюю гидродинамическую связь по площади
и разрезу.
Геостатическое давление – давление выше залегающих горных пород.
Р = *g*H , где: - средневзвешенное значение
плотности пород.
Эффективное давление (напряжение) – разность между горным давлением и
пластовым (поровым).
Рэф = Рг – Рпор
Дифференциальное давление – разность забойного давления и пластового (поро-
вого).
Температурный градиент – увеличение температуры на единицу глубины
[град/м].
Температурная ступень – увеличение глубины на единицу температуры [град/м]
4. Возникновение и прогнозирование зон АВПД, понятие о D-экспоненте.
Горному давлению пород противодействует как давление пластовой жидкости в
порах, так и механический сдвиг на контакте зерен. По мере вытеснения жидкости из
порового пространства погребенной породы происходят уплотнение породы и сниже-
ние ее пористости. Такой процесс происходит при контакте глинистых пород с мощ-
ными сообщающимися коллекторами (песчаниками, алевролитами и др.).
Давление в коллекторах приближается к гидростатическому, условно называемым
нормальным.
Если мощная глинистая толща содержит коллекторы ограниченного объема, про-
исходит неполное вытеснение жидкости из глин, что ведет к повышению их порис-
тости и вызывает возникновение аномально высоких поровых давлений (АВПД).
Аномально высоким пластовым давлением флюида принято считать такое давление,
которое превышает более чем на 20% гидростатическое давление столба пресной воды
на данной глубине.
Создание АВПД возможно также и за счет тектонических усилий, которые сопро-
вождаются поднятием и взбросом блоков или прогибов бассейнов, что ведет к изоля-
ции отдельных участков земной коры от нормальных путей миграции.
Методики прогнозирования АВПД базируются на том представлении, что под влия-
нием геостатического давления глины, уплотняясь, отдают связную воду, и их порис-
тость с глубиной уменьшается по экспоненциальному закону:
где:
Kп и Kо – пористость глин на заданной глубине и на поверхности;
- константа, характеризующая степень уплотнения глин с глубиной
Рэ – эффективное давление
Рэ = Рг – Рпор
Рг = п g H – геостатическое давление; п – средняя плотность
пород по разрезу
Рпор = в g H – поровое давление; в – ср.плотность воды по
разрезу
Рэ = (п в) g H
Ln Kп = Ln Kо Рэ = Ln Kо Hg(п в),
так как Hg(п в) = const, обозначим ее A, получим:
Ln Kп = Ln Kо - АH , т.е. из этого следует, что при нормальном уплотнении
глин между величиной Ln Kп и глубиной их залегания существует практически прямо-
линейная зависимость.
Наличие в породе АВПД приводит к некоторой разгрузке скелета, снижению Рэ и
увеличению Кп. В результате зависимость Ln Kп = f(H) в зоне АВПД отклоняется от линейной. Именно это явление и легло в основу различных методик прогнозирования зон АВПД и количественной оценки давлений в пласте.
Одной из признанных методик является метод Ds – экспоненты (Dexp), разработан-
ный Американским нефтяным институтом. В несколько измененном виде он вошел в
РД 39-0147-009-723-88 и определяется следующим образом:
где:
о – средневзвешенная плотность пластовых вод (принимается
равной – 1,05 г/см3)
э – эквивалентная плотность бурового раствора в процессе
циркуляции с учетом потерь давления в кольцевом
пространстве [г/см3].
Приближенно эквивалентную плотность можно определить по следующей формуле:
где:
H – глубина скважины [м]
Pвх – давление нагнетания [кГ/см2]
Vмех – мех.скорость бурения [м/час]
Wд – нагрузка на долото [т]
Dдол – диаметр долота [мм]
При подходе к пласту-коллектору с АВПД в глинистой покрышке будет существо-
вать зона разуплотнения (так называемая переходная зона). Мощность переходной
зоны иногда достигает более 100м. Напряженность пород здесь понижена, а буримость
повышена. Показатель Dexp резко начнет уменьшаться.
За счет увеличения пористости глин – плотность их в переходной зоне также понижена
Определив плотность глин и величину Dexp можно количественно оценить величину
порового давления:
где:
G – градиент Рпор, [кГ/см2/м]
H – заданная глубина [м]
где:
гл – плотность глин на рассматриваемой глубине, [г/см3]
р – плотность раствора, [г/см3]