Метою роботи є розробка методики оцінки геомеханічного стану порід, що перетинаються свердловиною в процесі її буріння, на основі вимірювання геоелектричних потенціалів на поверхні в приустьовій зоні свердловини. Основні задачі досліджень. 1. Встановити взаємозв'язок виміряного сигналу з величиною гірського тиску, літологією і буримістю гірської породи. 2. Провести експериментальні дослідження геоелектричних полів приустьової зони свердловин в процесі їх буріння в різних гірничо- геологічних умовах. 3. Розробити методику оперативної оцінки та прогнозування геоме ханічного стану гірських порід на основі експериментів. 4. Дослідити і впровадити в практику буріння розроблену методику. ЗМІСТ ВСТУП 4 1. СТАН ДОСЛІДЖЕНЬ ГЕОМЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК 9 ГІРСЬКИХ ПОРІД У ПРОЦЕСІ БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН 1.1. Напружений стан незайманого гірського масиву 9 1.2. Напружено-деформований стан приствольної зони масиву при 13 бурінні свердловини 1.3. Явища електризації гірських порід під час механічного навантаження 21 1.4. Класифікація методів вивчення розрізу свердловини в процесі 28 буріння 1.5. Прогнозування механічних властивостей гірських порід за промисло- 32 во-геофізичними даними 1.6. Мета і задачі досліджень 34 2. РОЗВИТОК ФІЗИЧНИХ ОСНОВ ВИВЧЕННЯ ГЕОМЕХАНІЧНОГО СТАНУ ГІРСЬКИХ ПОРІД ГЕОЕЛЕКТРИЧНИМ МЕТОДОМ 36 2.1. Вивчення геомеханічної природи аномалії потенціалів стаціонарного 36 геоелектричного поля в земній корі 2.2. Дослідження електростатичного аналога енергетичного (ме- 41 ханічного) стану гірського масиву в крайовій зоні 2.3. Встановлення кореляції потенціалу геоелектричного поля з напруже- 51 но-деформованим станом гірського масиву у пригирловій зоні свердловини 2.4. Дослідження просторово-часової характеристики приствольної гео- 55 електричної аномалії 3. РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ОЦІНКИ ГЕОМЕХАНІЧНОГО СТАНУ 60 МАСИВУ ГІРСЬКИХ ПОРІД У ПРОЦЕСІ БУРІННЯ СВЕРДЛОВИНИ 3.1. Засоби і способи польових вимірювань 60 3.2. Лабораторне вивчення механо-електричних явищ на взірцях гірських порід 64 3.3. Розробка методики польового визначення геомеханічного стану гірських порід, які розкриваються свердловиною в процесі буріння, за допомогою потенціалів геоелектричного поля 69 4. РЕЗУЛЬТАТИ ПРОМИСЛОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ АНОМАЛІЙ 73 ГЕОЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ БІЛЯ УСТЯ СВЕРДЛОВИНИ 4.1. Опис об'єктів спостережень 73 4.2. Експериментальне випробування методу геоелектричних потенціалів 90 і його результати 4.2.1. Результати досліджень на Муравленківському нафтовому родовищі 90 4.2.2. Результати досліджень на Гвіздецькому нафтовому родовищі 105 4.2.3. Результати досліджень на Шебелинському газоконденсатному ро- довищі 111 4.3. Дослідження зміни природного геоелектричного поля під час розрит- тя продуктивних пластів 124 ВИСНОВКИ 130 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 132 ДОДАТОК А. Розрахунок економічного ефекту впровадження методики оцінки геомеханічного стану гірських порід в процесі буряння свердловин. 139