Механические свойства ГП

Классификация физических свойств ГП

В) Метаморфические (видоизмененные) горные породы.

Б) Осадочные, скальные горные породы.

А) Изверженные горные породы.

Горные породы, классификация.

Основные задачи ФГП

предмет (объект исследования)- горная порода, ее литологические и петрофизические свойства

задачи – определение изменения петрофизичиских свойств горных пород в зависимости от:

- литологической характеристики;

- условий исследования (пластовые, атмосферные);

- изменения петрофизических свойств под воздействием промывочной жидкости

Петрофизика -это дисциплина естествознания, в которой изучают закономерности изменения физических свойств горных пород, связи между этими свойствами и их изменения под воздействием внешних факторов.

По геологическому происхождению (генезису) горные породы разделяются на три основные группы с подгруппами:

I. Изверженные (магматические) —первичные:

А. Глубинные (интрузивные) —граниты, сиениты, диориты, габбро и др.

Б. Излившиеся (эффузивные)—диабазы, порфиры, базальты, туфовые лавы и др.

II. Осадочные — вторичные:

А. Механические, обломочные отложения: 1)рыхлые — валуны, щебень, гравий, песок; 2) сцементированные — песчаники, конгломераты, брекчии.

Б. Органогенные и химические образования —различные известняки, доломиты, магнезиты, гипс, ангидрит.

III. Метаморфические (видоизмененные)—гнейс, мраморы, кварциты.

Изверженные горные породы образовались из расплавленной магмы, которая застыла, поднявшись к поверхности земли. Поднимаясь по трещинам в земной коре, магма претерпевала разнообразные воздействия (давление, понижение температуры), что приводило к образованию пород различного минералогического состава и строения, а следовательно, и технических свойств.

Глубинные горные породы.:

Граниты — распространенная горная порода Они представляют собой равномерно кристаллические породы состоящие в основном из кварца (20—40%), полевого шпата — ортоклаза (40—70%), слюды, иногда роговой обманки (5—20%). Цвет гранитов зависит в основном от ортоклаза и чаще бывает серым и красным.

Сиениты отличаются от гранитов тем, что не имеют в своем составе кварца. Цвет сиенитов серый, серо-красный, темно-зеленый; По плотности и прочности сиениты близки к гранитам, но менее, стойки против выветривания

Диориты состоят в основном из плагиоклаза (около 75%) и рогозой обманки, иногда авгита и биотита

Габбро состоит до 50% из плагиоклаза (основного), авгита и оливина. По цвету бывает серым, темно-зеленым и черным..

Излившиеся горные породы.:

Кварцевые порфиры по минералогическому составу соответствуют граниту, цвет чаще кирпично-красный, бурый, зеленоватый..

Ортоклазовые порфиры и трахиты по минералогическому составу соответствуют сиенитам, отличаясь содержанием вулканического стекла..

Диабазы по минералогическому составу соответствуют габбро, преимущественно мелкозернисты, состоят из основного полевого шпата и пироксена, реже входят оливин и роговая обманка. Диабазы бывают серо-зелеными и темно-зелеными..

Базальты — породы темного цвета, плотные, скрытокрпсталлической структуры, состоящие из плагиоклаза и авгита.

Вулканические туфы — пористые породы, образовавшиеся при уплотнении вулканического пепла или из застывшей вулканической лавы с попавшими туда пеплом и песком.

Осадочные горные породы образовались в результате осаждения и цементации минеральных продуктов выветривания изверженных пород или осаждения продуктов жизнедеятельности и отмирания живых организмов, населяющих моря и океаны.

Песчаники состоят из мелких зерен минералов (кварц), сцементированных кремнистыми, известковыми, глинистыми, железистыми, гипсовыми, битумными и другими природными веществами.

Известняки состоят главным образом из углекислого кальция (CaCO3) с незначительной примесью углекислого магния иногда кварца, железистых, глинистых, углистых и других включений.

Известняк-ракушечник более позднего образования из сцементированных обломков раковин обладает сильно пористой текстурой с видимыми отделыюстями ракушек.

Землистый известняк — мел состоит из мельчайших частиц раковин простейших животных, уплотненных под давлением.

Доломит состоит из минерала доломита (карбонат Са и Mg).

Метаморфические горные породы образовались в результате последующих видоизменении изверженных и осадочных пород.

Гнейсы по минералогическому составу подобны гранитам, из которых они образовались, и отличаются от них сланцеватым сложением.

Мрамор состоит из сросшихся кристаллов кальцита с примесью магнезита и других минералов. Мрамор образовался в основном из известняков.

Кварциты образовались из кремнистых песчаников, в которых зерна кварца непосредственно срослись между собой.

Сланцы характеризуются параллельным расположением составляющих частиц, сланцеватостью.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА горных пород — внутренние, присущие данной горной породе особенности, обусловливающие её различие или общность с другими горными породами и проявляющиеся как ответная реакция горных пород на воздействие на неё внешних физических полей или сред. Численно каждое физические свойство горных пород оценивается размерным или безразмерным параметром (коэффициентом, показателем, характеристикой) — количественной мерой этого свойства. Физические параметры горных пород могут быть скалярными и тензорными.

Широкий диапазон значений физических свойств горных пород объясняется многообразием их минерального состава, строения, многофазностью, а также генезисом горных пород. Физические свойства горных пород, определённые стандартными методами с указанием состава горной породы и её строения, представляют собой стандартные справочные данные (ССД) о горных породах. В соответствии с классификацией, принятой в физике горных пород, основными группами физических свойств в зависимости от вида внешнего физического поля считаются: плотностные, механические, тепловые, электрические, магнитные, волновые, радиационные, гидрогазодинамические. С целью сопоставления разных горных пород, их совместного рассмотрения и анализа выделено 12 основных независимых базовых физических параметров (табл.), которые позволяют вычислить все другие параметры горных пород. Базовые физические параметры любой горной породы могут быть представлены в виде унифицированной цифровой записи, которая представляет собой паспорт горных пород по физическим свойствам. Базовые физические параметры — общий фундамент для изучения всех горных пород, поэтому их определение обязательно.

При изменении одного из физических свойств горной породы происходит изменение других. Это явление называется взаимосвязью физических свойств горных пород. Взаимосвязи позволяют определять значения одних физических свойств по другим.

Упругость, прочность на сжатие и разрыв, пластичность – наиболее важные механические свойства горных пород, влияющие на ряд процессов, происходящих в пласте в период разработки и эксплуатации месторождений,

Упругие свойства горных пород и влияют на перераспределение давления в пласте в процессе эксплуатации месторождения. Давление в пласте, благодаря упругим свойствам пород, перераспределяется не мгновенно, а постепенно после изменения режима работы скважины.

Упругость – свойство горных пород сопротивляться изменению их объема и формы под действием приложенных сил. Абсолютно упругое тело восстанавливает первоначальную форму мгновенно после снятия напряжения. Если тело не восстанавливает первоначальную форму или восстанавливает ее в течение длительного времени, то оно называется пластичным.

Для характеристики скорости, распространения изменений давления по пласту вводится понятие о коэффициенте пьезопроводности, величина которого выражается формулой

В процессе разработки месторождения важно знать также и прочность на сжатие и разрыв.