ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Юрист по наследству
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Дослідження гірських порід
         

     

    Географія

    Дослідження гірських порід

    В даний час при інженерних дослідженнях широке застосування отримали методи статичного і динамічного зондування. Це дуже прості методи досліджень переважно піщаних і глинистих порід, що дають широку інформацію про їх щільності, міцності, деформаційних властивостях і однорідності. Крім того, за допомогою цих методів можна встановлювати зміна геологічного розрізу по глибині, виявляти глибину залягання і потужність слабких верств і зон щільних, міцних і корінних порід, а також зміни ступеня ущільнення, і зміцнення штучно відсипаний або намитих порід у часі. Методи зондування дозволяють отримувати необхідні дані для проектування та оцінки умов будівництва пальових фундаментів, шпунтових огорож та інших видів будівельних робіт.

    Досліди полягають у задавліваніі або забиванні в гірські породи зонда з конічним наконечником (рідко грунтоноса-пробовідбірником). При статичному зондуванні зонд задавлівается в породи, при динамічному - забивається. За тим опорам, які надають гірські породи проникненню в них зонда, судять про їх щільності, міцності та інших властивостях. Природно, що такі дослідження гірських порід не є достатньо точними, вони дають попередні, головним чином наближені уявлення про їх властивості. При поєднанні методів зондування з іншими видами геологічних робіт, результативність їх, тобто точність і достовірність, значно підвищуються.

    Статичний і динамічне зондування - це польові експрес - методи, для інтерпретації результатів яких на попередніх стадіях вишукувань їх треба обов'язково поєднувати з розвідувальними роботами - геофізичними і гірничо-буровими, а на детальних - використовувати як додаткові з метою підвищення детальності вишукувань в цілому та вирішення спеціальних питань (наприклад, при проектуванні пальових фундаментів та ін.)

    ГОСТ 20069-74 і 19912-74 і «Вказівки щодо зондування гірських порід для будівництва» (СН 448-72) рекомендують при інженерних дослідженнях для конкретних будівель і споруд зондування робити в межах їх контурів або не більше ніж у 5 м від них. Для одержання порівнянних даних частина точок зондування рекомендується розташовувати на відстані не більше 5 м від розвідувальних виробок, з яких здійснюють відбір монолітів гірських порід для лабораторних досліджень і виконують інші польові дослідження. Практика показує, що дані зондування необхідно розглядати спільно з даними, які отримуються при бурінні свердловин та проходки гірничих виробок. Цього вимагають ГОСТ 20069-74 і 19912-74. Глибину зондування визначають виходячи з необхідності дослідження певної товщі гірських порід як підстав будівель і споруд. Гранична глибина зондування не повинна перевищувати 20-ти. Область застосування статичного і динамічного зондування в залежності від виду та фізичного стану гірських порід регламентується даними, наведеними в табл.1.

    Таблиця 1.

    Область застосування статичного і динамічного зондування за СН 448-72        

    Вид і фізичний стан гірських порід         

    Спосіб зондування             

    статичний         

    динамічний             

    Піщані:   

    крупно-, середньо-, дрібно-та тонкозернисті вологі і ї   маловлажние;   

    крупно-, середньо-, дрібнозернисті водоносні;         

    Допускаються             

    тонкозернисті пиловані водоносні         

    Допускається         

    Не допускається *             

    Глинисті (супіски, суглинки і глини):   

    твердої, напівтверді і тугопластічной консистенції;         

    Допускаються             

    м'якопластичного, текучепластічной й текучої консистенції         

    Допускається         

    Не допускається *             

    Піщані і глинисті зі змістом великоуламкових   матеріалу         

    Не допускаються             

    при більш 25%         

    при більш 40%             

    Піщані водоносні         

    При визначенні динамічної стійкості             

    Не допускається *         

    Допускається             

    Всі види гірських порід в мерзлому стані         

    Не допускаються             

    Скельні і напівскельні             

    великоуламкових     

    Допускається за спеціально розробленою методикою при проведенні експериментальних робіт.

    При статичному зондуванні основними показниками властивостей гірських порід є:

    а) загальне опір зондування Rобщ, кгс;

    б) опір занурення конуса Rкон кгс/см2;

    в) питомий опір занурення конуса Rуд. кон, кгс/см2;

    г) опір тертя по бічній поверхні зонда Rтр, кгс/см2.

    Загальна опір гірських порід - це те опір, що вони роблять проникненню зонда. Воно рівне тому зусиллю (кгс), що передається зонду гідравлічним домкратом або вагою вантажу.

    При використанні сучасних гідравлічних установок воно дорівнює

    Rобщ = PFц,

    де p - показання манометра, що відображає тиск в циліндрі гідравлічного домкрата, кгс/см2; Fц - площа поршня гідравлічного домкрата, см2.Часть зусиль, що витрачаються на вдавленням зонда, витрачається на подолання сил тертя між зондом і породою. Якщо виключити ці опору, одержимо опір гірських порід, що надається безпосередньо проникненню конуса, тобто опір занурення конуса Rкон.

    Rкон = Rобщ - Rтр.

    Сучасні установки для статичного зондування дозволяють проводити вимірювання загального опору зондування за показаннями манометра, а опору проникненню конуса - за показаннями динамометра та індикаторів годинникового типу.

    Питомий опір статичного зондування конусом одно

    Rуд = Rкон/Fк,

    де Fк - площа поперечного перерізу конуса, см2.

    Питомий опір - це опір гірських порід проникненню конуса, що припадає на одиницю його поперечного перерізу. Міжнародний конгрес з механіки грунтів та фундаментобудівництва (IV в 1957 р. в Лондоні і V в 1961 р. в Парижі) було рекомендовано використовувати для статичного зондування конус діаметром 36 мм, площею 10 см2, з кутом при вершині 60 °.

    Опір гірських порід тертя по бічній поверхні зонда одно

    Rтр = Rобщ - Rкон

    Сучасні конструкції установок для статичного зондування дозволяють вимірювати або загальне опір гірських порід і опір їх занурення конуса, або опір проникненню конуса і величину тертя по бічній поверхні зонда.

    При динамічному зондуванні гірських порід основними показниками є: а) показник динамічного зондування N; б) глибина занурення зонда від певної кількості ударів стандартного молота S (це число ударів прийнято називати заставою); в) умовне динамічний опір гірських порід Rд, кгс/см2 (за ГОСТ 19912-74 позначається після, тобто не так, як воно позначається міжнародними індексами).

    Показником динамічного зондування прийнято називати число ударів молота, необхідне для занурення зонда на певну глибину. У нашій країні ця глибина прийнята рівною 10 см. Звідси показник динамічного зондування дорівнює

    N = 10n/S,

    де n - число ударів у заставі; S - глибина занурення зонда від прийнятого числа ударів молота в заставі.

    Показник динамічного зондування залежить не тільки від опору, що чиниться гірськими породами проникненню зонда, а й від сил тертя, що розвиваються по бічній поверхні зонда при його зануренні, і від збільшення його ваги з глибиною. Тому при обробці результатів випробувань вводять відповідні поправки на бічне тертя порід і на збільшення ваги зонда. Ці поправки наводяться в методичних посібниках.

    Основним показником властивостей гірських порід при динамічному зондуванні вважається умовне динамічний опір гірських порід Rд. Тільки цей показник пропонується ГОСТ 19912-74 і «вказівками по зондування гірських порід для будівництва »(СН 448-72). Його розраховують за формулою

    Rд = KП0Фn/S,

    де K - коефіцієнт для обліку втрат енергії при ударі, який визначається за спеціальною таблиці; П0 - коефіцієнт для врахування впливу застосовуваного устаткування, який визначається за спеціальною таблицею; Ф - коефіцієнт для врахування тертя штанг про гірські породи, що визначається за даними двох випробувань, в одному з яких зондування виробляється в процесі буріння; n - число ударів у заставі; S -- глибина занурення зонда від прийнятого числа ударів молота в заставі.

    Для статичного і динамічного зондування застосовують різноманітні установки і верстати. Найбільш часто використовують установки конструкції ДПІ Фундаментпроект марки С-979, башта-промбуда марки С-832 і ВСЕГІНГЕО марки СПК. Відомі установки конструкції та інших організацій.

    Пористість гірських порід

    Пористість гірських порід, сукупність пустот (пор), укладених в гірських породах. Кількісно П. г. п. виражається відношенням об'єму всіх пор до загального обсягу гірських порід (в частках одиниці або відсотках). Пори в гірських породах за величиною прийнято ділити на субкапіллярние (менше 0,2 мкм), капілярні (0,2-100 мкм), сверхкапіллярние (більше 100 мкм).

    За формі пори можуть бути різного типу - пухирчасті, каналовідние, щілиноподібні, гіллясті і т.п. Форма і розмір окремих пір і їх взаємний зв'язок визначають геометрію порового простору порід.

    Розрізняють П. р. п. загальну (або абсолютну, фізичну, повну) - сукупність всіх пір, ув'язнених у гірських породах; відкриту (насичення) - обсяг пов'язаних (сполучених) між собою пор; закриту - сукупність замкнутих, взаємно не сполучених пір. У нафтовій геології виділяють також ефективну П. р. п., т. тобто сукупність пір, зайнятих нафтою, газом, і динамічну П. р. п. - обсяг пір, через які за певних тиску і температурі відбувається рух насичує рідин або газів; вона завжди менше загальної П. р. п.

    Найбільш висока П. р. п. властива грунтів і рихлим опадів - пісків, глин і ін (до 60-80% і більше). Осадові і вулканогенні гірські породи (пісковики, вапняки, лави, туфи та ін) характеризуються великим діапазоном значень пористості (від 50 до 10% і менше). Магматичні і метаморфічні породи мають, як правило, малою пористістю (0,1-3%). Зі зростанням глибини залягання порід П. р. п. звичайно зменшується (особливо осадових) і на великих глибинах може мати дуже малі значення.

    В лабораторних умовах П. р. п. визначається методами вільного, вакуумного (під вакуумом) і примусової (під тиском) насичення гірських порід рідиною, а також методами, заснованими на розширенні газу, і ін У польових умовах для оцінки величини П. р. п. використовуються різні види каротажу свердловин. Результати вивчення П. м. п. використовуються для підрахунку запасів корисних копалин (наприклад, нафти і газу), виборі технології розробки корисних копалин та ін

    Проникність порід і її розподіл

    Характер руху нафти або газу до вибою видобувної свердловини визначається двома основними факторами:

    фізико-хімічними властивостями цих вуглеводнів;

    структурою порового простору середовища - колектора, в якій вони поширюються.

    Для опису течії вуглеводнів з урахуванням цих факторів, поряд з іншими характеристиками, вводиться поняття проникності гірської породи,

    що характеризує її здатність пропускати рідини і гази. Для оцінки проникності порід зазвичай користуються законом фільтрації Дарсі, згідно з яким швидкість фільтрації (просочування) рідини в середовищі пропорційна градієнту тиску і обернено пропорційна її динамічної в'язкості :

    .

    Перепишемо цю формулу в скалярною формі для одновимірної завдання. Для цього виділимо зразок породи довжиною , і припустимо, що її фільтраційні властивості однакові по всій довжині. Тоді маємо

    , (1.1)

    де - швидкість лінійної (плоскопараллельной) фільтрації, - об'ємний витрата рідини в одиницю часу, - площа фільтрації, - перепад тиску на виділеній ділянці пористого середовища. Коефіцієнт пропорційності у (1.1) називається коефіцієнтом проникності:

    .  (1.2)

    Величина має розмірність площі, і в системі СІ вимірюється в :

    .

    Сукупність результати, наведені в [1] для проникності порід, наводяться в табл. 1. Тут ще раз зазначимо, що дані, наведені в цій таблиці, вибрані в як об'єкт для аналізу з-за важливості даної характеристики. У Через специфіку представлення матеріалу, в [1] відсутнє посилання на першоджерела цієї таблиці. Не зрозуміло також, чи є ці результати узагальненням різних даних, отриманих різними авторами, або ж вони відносяться до конкретного родовища. В останньому випадку, загальні міркування, які наводяться нижче, могли б представляти певний практичний інтерес. Перейдемо тепер до опису характеристик, наведених у табл. 1:

    i - Номера інтервалів, на які розбивається весь спостережуваний діапазон значень проникності. Число таких інтервалів в табл. 1 одно 10.

    Ni - Число порід, проникності яких лежать у i - тому інтервалі. Загальне число досліджених порід складає .

    pi - Відносне число порід, проникності яких потрапляють у i-тий інтервал: , величина дорівнює відносну частку зразків з виділеною проникністю. Мовою математичної статистики є ймовірність того, що проникність однієї випадково вибраної породи з тисячі, потрапить у інтервал проникності шириною .

    Таблиця 1        

    i         

    Інтервал проникності   

    (мкм2)         

    Ni         

    pi             

    1         

    0 - 0,2         

    4         

    0,004             

    2         

    0,2 - 0,4         

    126         

    0,126             

    3         

    0,4 - 0,6         

    230         

    0,230             

    4         

    0,6 - 0,8         

    260         

    0,260             

    5         

    0,8 - 1,0         

    130         

    0,130             

    6         

    1,0 - 1,2         

    120         

    0,120             

    7         

    1,2 - 1,4         

    50         

    0,050             

    8         

    1,4 - 1,6         

    30         

    0,030             

    9         

    1,6 - 1,8         

    30         

    0,030             

    10         

    1,8 - 2,0         

    20         

    0,020     

    Порода-колектори

    Колектори нафти і газу - гірські породи, які володіють ємністю, достатньою для того, щоб вміщати УВ різного фазового стану (нафта, газ, газоконденсат), і проникністю, що дозволяє віддавати їх у процесі розробки. Серед колекторів нафти і газу переважають осадові породи. У природних умовах поклади нафти і газу найчастіше приурочені до теригенними і карбонатною відкладів, в інших осадових товщах вони зустрічаються значно рідше. Магматичні і метаморфічні породи не є типовими колекторами. Знаходження в цих породах нафти і газу - це наслідок міграції вуглеводнів у виветрелую частина породи, де в результаті хімічних процесів вивітрювання, а також під впливом тектонічних процесів могли утворитися в?? орічние пори і тріщини.

    Нафтові та газові родовища на земній кулі зустрічаються в різних районах, в межах різних гео-елементів. Вони відомі як в геосинклінальних, так і в платформних областях і передгірних прогину.

    Скупчення нафти і газу встановлені в відкладах різного віку, починаючи від кембрію і закінчуючи верхнім пліоцені. Крім того, відомі скупчення нафти і газу як до більш давніх докембрійських, так і в більш молодих четвертинних відкладеннях. Найбільша кількість покладів в розрізі осадового чохла на території колишнього СРСР припадає на відклади кам'яновугільного (29%), девонського (19%) і неогенового (18%) віку.

    За різними оцінками, запаси нафти розподіляються в колекторах такий спосіб: у пісках і пісковиках - від 60 до 80%; у вапняках і доломітах - від 20 до 40%; в тріщинуватих глинистих сланцях, виветрелих метаморфічних та вивержених породах - близько 1%. У країнах Близького та Середнього Сходу розробляються головним чином карбонатні колектори мезозойського віку. На території колишнього Радянського Союзу більше 70% нафтових і газових покладів приурочені до теригенними порід-колекторів.

    Основні ознаки порід-колекторів

    До основними ознаками, що характеризує якість колектора, відносяться пористість, проникність, щільність, насичення пір флюїдами (водо-, нафто-і газонасиченості), смачіваемость, пьезопроводность, пружні сили пласта. Сукупність цих ознак, виражених кількісно, визначає колекторські властивості породи.

    Пористість - Сукупність всіх пір незалежно від їх форми, розміру, зв'язки один з одним. Поняття пористості відповідає повній пористості породи і чисельно виражається через коефіцієнт пористості:

    Кп = Vпор/Vпороди

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати ! DMCA.com Protection Status