Физико-механические и тепловые свойства горных пород

Для решения ряда технологических задач газонефтепромысловой практики (проектирование гидроразрывов пласта, торпедирования, учета распределения давления в коллекторе) необходимо знать физико-механические свойства горных пород – упругость, пластичность, прочность на сжатие и разрыв. Горные породы выдерживают высокие нагрузки при всестороннем сжатии. Если сжимающая нагрузка, составляющая 10-15 % от разрушающей (т.е. не превышающей предела упругости), действует длительно, в породах могут возникать явления крипа (ползучесть) с образованием остаточных деформаций.

Явления крипа и пластической деформации способствуют частичной разгрузке продуктивных пластов призабойной зоны от воздействия горного давления вследствие «течения» части пород в скважину при ее строительстве под влиянием высоких нагрузок в вертикальном направлении. Со снижением пластового давления эффективное напряжение возрастает, и как следствие уменьшается объем пор. Вначале происходят упругие деформации, а при значительном снижении пластового давления в глубокозалегающих пластах возможны остаточные деформации пород, которые не восстанавливаются в полной мере даже в процессе заводнения залежи и при увеличении пластового давления до первоначального.

Большая часть нефтяных месторождений разрабатывается с заводнением и значительного снижения пластового давления не происходит.

Теплопроводность горных пород по сравнению с металлами очень низка, и поэтому для нагрева на 50-60 ⁰С пород призабойной зоны на глубину 2-3 м нагревательные приборы на забое выдерживают в течение десятков часов. Теплопроводность возрастает при сочетании тепловой обработки пласта, с ультразвуковым воздействием на него за счет переноса тепла через жидкую среду, заполняющую поры.