Тинина С.В., Бабенко В.Г. Дослідження впливу флюїдів на зміну механічних властивостей колекторів пісковиків при насиченні і дегазації

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 148

Geoteh. meh. 2019, 148, 162-169

DOI:  https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900103

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ФЛЮЇДІВ НА ЗМІНУ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОЛЕКТОРІВ ПІСКОВИКІВ ПРИ НАСИЧЕННІ І ДЕГАЗАЦІЇ

1Тинина С.В., 2Бабенко В.Г.

1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет»

УДК622.831:539.3                                         

Мова: Англійська

Анотація .

. У статті розглянуто вплив флюїдів на властивості гірських порід.

Відомо, що поверхнево-активні середовища, в тому числі газ, можуть істотно змінювати механічні характеристики твердих тіл. Для встановлення залежності впливу метану на характеристики міцності гірських порід розглянуто результати натурних і лабораторних досліджень. Досліди проводилися на зразках викидонебезпечного пісковика пласта m3, взятого на глибині 915 м.

Аналіз результатів досліджень дозволив встановити вплив зміни газонасиченості порід на їх механічні властивості до і після дегазації і часткового розвантаження експериментальних ділянок після їх надробки лавами по пласту m3.

Встановлено, що причиною збільшення буримості і міцності пісковиків виявилася їх дегазація, а не зміна напруженого стану середовища. Це призвело до зміни деформаційних властивостей порід в газонасичених і дегазованих станах.

Показано, що механічні характеристики викидонебезпечних і викидобезпечних пісковиків помітно відрізняються між собою. Але ці відмінності чітко простежуються в газонасиченому стані порід і в значній мірі згладжуються при їх дегазації. Міцність пісковиків в викидонебезпечних зонах масиву становить в середньому ƒ = 8, в  викидонебезпечних ƒ = 11, тобто відрізняється в 1,4 рази.

Результати виконаних експериментальних досліджень дозволили довести, що метан, як і інші флюїди, зменшують міцність викидонебезпечних пісковиків.

Цим можна пояснити, чому при випробуваннях на дегазованих зразках, відібраних в викидонебезпечних і викидобезпечних зонах, відмінності властивостей міцності не простежується або виражені слабо, що призводить до суперечливих тлумачень в оцінці причин локальної зональності проявів викидів. Зміна механічних характеристик викидонебезпечних пісковиків при їх газонасиченості і дегазації, що відбувається в однакових межах, вказує на те, що процеси масопереносу і ступінь газонасиченості порід впливають на зміну властивостей і не супроводжуються незворотними змінами в структурі середовища.

Встановлено, що зниження міцності і збільшення деформаційних властивостей порід в газонасиченому стані свідчить, що для їх руйнування потрібні менші напруження і величина енергії. У цьому полягає одна з форм впливу газу на викидонебезпечність, що необхідно враховувати при вивченні природи і механізму газодинамічних явищ і кількісній оцінці їх параметрів.

Ключові слова: пісковик, напружений стан середовища, газонасиченість порід, механічні властивості, флюїд, зміна міцності.

Список літератури:

1. Николаев Н.И. Анализ способов понижения твердости горных пород и методик выбора поверхностно-активных веществ для повышения эффективности буровых работ / Н.И. Николаев, Е.Л. Леушева // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – Пермь, 2014. – № 12. – С. 12-21.

2. Волошин Н.Е. Актуальные проблемы динамических и газодинамических давлений в шахтах / Н.Е.Волошин. – Донецк: Вега-принт, 2004.- С.24-31, 79-85.

3. Чубриков А.В. Развитие и совершенствование полимерных технологий на угольных шахтах Кузбасса / А.В. Чубриков, Л.В. Риб // Вестник Сибирского государственного индустриального университета – 2016. – № 2(16). – С 3-6.

4. Кулинич В.С. Методы и средства определения параметров геомеханического состояния газоносного породного массива / В.С. Кулинич, Г.А. Шевелев, С.И. Егоров. - Донецк: ЦБНТИ, 1994.- 202 с.

5. Шматовский Л.Д. Опыт подготовки и использования гидравлического оборудования для оценки напряженного состояния углепородного массива пласта l1 /Л.Д. Шматовский [и др.]//Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр./ИГТМ НАН Украины. - Днепропетровск, 2002.- Вып.37.- С.104-109.

6. Харитонов В.Г. Геомеханическое обоснование параметров и реализация технологии крепления горных выработок угольных шахт канатными анкерами. / В.Г.Харитонов // Диссертация на соискание степени кандидата технических наук, –Кемерово, 2004, 198 с.

7. Кулинич B.C. Метод расчета давления газа в породном массиве по кривой его начального нарастания в скважине /В.С.Кулинич. // ИГТМ НАНУ.- Днепропетровск, 1978. Деп. в ВИНИТИ, № 1501-78.

8. Шевелев Г.А. Буримость как метод оценки механических свойств выбросоопасных зон в массиве песчаника / Г.А., Шевелев, B.C.Кулинич // Уголь.-1974.- №12.- С.38-41.

Про авторів:

Тынына Сергей Владимирович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела Механики эластомерных конструкций горных машин, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Бабенко Василий Григорьевич, старший преподаватель, Государственное высшее учебное заведение «Украинский государственный химико-технологический университет», Днепр, Украина Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.