Cтраница 3
В современной практике вращательного бурения нефтяных t газовых скважин часто возникают большие осложнения вследствие осыпей и обвалов неустойчивых глинистых пород, обусловленны их разупрочнением при взаимодействии с дисперсионной средой а также ухудшения реологических показателей глинистых суспензий за счет активного диспергирования поступающего в них выбуренного шлама. Кроме того, для одного и того же глинистого минерала поведение горной породы зависит в большой степени от химического состава среды, температуры, гидравлического давления. В настоящее время имеются различные мнения о причинах неустойчивого поведения глинистых пород, но все большее число исследователей приходит к выводу об определяющем физико-химическом влиянии фильтрата промывочной жидкости на разбуриваемые породы. При этом одной из основных характеристик происходящих процессов является величина и скорость набухания дисперсных минералов горных пород, а также характер связывания ими воды и взаимодействия с электролитами. [31]
Горные породы при растяжении ведут себя, как хрупкие тела, однако при двухосном или трехосном сжатии они могут быть приведены в пластическое состояние. Таким образом, при условиях нагружения, способных вызвать пластическую деформацию, теория Мора удовлетворительно определяет поведение горных пород. [32]
Однако при разработке теории консолидации ( уплотнения) грунтовой массы некоторые ученые учитывали изменение проницаемости грунта. Так, В. А. Флорин при разработке теории консолидации грунтовой массы вывел уравнение, в котором проницаемость грунта рассматривается как функция его пористости, а пористость зависит от внешней нагрузки. Конечно, полной аналогии между поведением нагруженных пород на небольшой глубине, как, например, в строительной практике, и поведением горных пород, расположенных на больших глубинах, не существует. Однако, как будет показано ниже, и в нефтеводоносных пластах могут иметь существенное зачение как изменения пористости, так и изменения проницаемости пород. [33]
Внешнее протекание процесса ползучести металлов и сплавов при повышенных температурах весьма напоминает ползучесть полимерных материалов или проявление наследственной упругости, рассмотренной в гл. Однако ползучесть металлов не может рассматриваться как наследственно-упругий эффект; деформация ползучести в основном необратима, это с одной стороны, с другой - зависимости между напряжением и деформацией или скоростью деформации резко нелинейны. Можно только удивляться тому, что построения, продиктованные в большей мере внутренней логикой развития науки, чем непосредственными запросами практики, оказались столь хорошо пригодными для описания поведения горных пород, пластмасс, древесины и других материалов. В теории ползучести материалов дело обстояло как раз наоборот. Диски паровых турбин испытывают значительные напряжения от центробежных сил и находятся в условиях относительно высоких температур. Инерционные напряжения не могут быть уменьшены путем увеличения толщины, некоторое снижение напряжений может быть достигнуто за счет выбора рационального профиля, однако здесь имеется совершенно определенный предел. Оказалось, что инерционные напряжения вызывают медленное деформирование диска - увеличение его наружного диаметра и изменение формы профиля. Это явление было названо ползучестью, по-английски creep. [34]
Хрупкие тела при некотором напряжении разрушаются; это на-лряжение называется разрушающим напряжением. В соответствии с этим в идеальном случае тело Гука обладает упругостью и прочностью, а тело Сен-Венана - упругостью и пластичностью Однако это справедливо только для абсолютно упругих и абсолютно пластичных тел. В действительности пластическая деформация протекает часто совместно с упругой или с вязкими деформациями. В связи с этим за пределом упругости упруго-пластическая деформация описывается функцией а / ( е), отличной от прямой, параллельной оси абсцисс. При этом для многих твердых горных пород деформация во времени небезгранична и стремится к некоторой предельной величине. Таким образом, в ряде случаев поведение горных пород под нагрузкой может представлять собою комбинацию поведения тел Гука и Сен-Венана. [35]