Експериментальні дослідження механічних властивостей гірських порід у термобаричних умовах

Анотація

В енергетичному балансі України 60 % припадає на нафту і газ. Саме цим енергоносіям впродовж останніх років приділяється найбільша увага з боку суспільства. Забезпечення паливними ресурсами та рівень цін на них істотно впливають на життєвий рівень населення, зважаючи на те, що споживання лише природного газу в Україні становить приблизно 41 % від всієї спожитої енергії, що майже у двічі перевищує середньоєвропейський показник. Відповідно до Енергетичної стратегії річне використання природного газу в Україні до 2030 року повинно знизитись до 49,5 млрд. м³. Динаміка споживання природного газу в Україні свідчить, що загальні річні потреби у цьому виді пального зберігатимуться на рівні 70 – 75 млрд. м³ ще протягом декількох років. Це зумовлено, перш за все, адаптованістю промисловості і комунального господарства до використання природного газу, а їх переоснащення на споживання інших видів пального потребує як тривалого часу, так і значних витрат.

Цьому сприяють і енергетичні традиції, що склались історично. Україна однією з перших у світі почала видобувати нафту і газ. У 20-х роках минулого століття першими магістральними газопроводами дашавський газ з Прикарпаття ніс енергію життя у Львів, а пізніше – до Києва і Москви. Завдяки відкриттю нових родовищ і використанню ефективних технологій максимальний видобуток природного газу в Україні – понад 68 млрд. м³ на рік – було досягнуто в 70-х роках. Тоді газова промисловість України, крім власної потреби, забезпечувала газом Білорусь, Молдову, частково Росію і республіки Прибалтики.

На сьогодні Україна забезпечує себе власним газом тільки на 25%. Збільшити видобуток власного газу в Україні можна за рахунок розробки сланцевих відкладів, освоєння яких вимагає буріння похилоскерованих і горизонтальних свердловин. Основне ускладнення, яке виникає при бурінні таких свердловин в глинистих відкладах, – це порушення цілісності їх стовбура. Для запобігання цьому часто застосовують різноманітні способи, з допомогою яких підвищують механічну міцність порід, що складають стінки свердловин, та збільшують їх водостійкість. Пропонується вводити в породу паливно-бітумну рідину. Її ефективність досліджено в термобаричних умовах на моделях гірської породи та зразках керна. Ці умови відтворювалися на сконструйованій лабораторній установці. Ефективність застосування паливно-бітумної рідини обумовлена швидкістю її фільтрації, яка визначається розмірами та кількістю пор і тріщин, по яких вона відбувається. Тому паливно-бітумну рідину доцільно вводити в глинисті гірські породи для зміцнення стінок свердловини.