Горная порода

Скорость бурения скважин на нефть и газ в большой степени зависит от твердости горных пород

Горная порода - это имеющий определенный состав и строение твердый минерал естественного происхождения, образующий в коре Земли различные по размерам и форме тела.
Существует 3 группы горных пород:

• осадочные, 
• метаморфические,
• магматические.

Появление обуславливается преобразованием в условиях термической обработки поверхности земной коры осадков, которые представляют собой продукты разрушения древнейших пород, извержения вулканов, а также жизнедеятельность организмов и растений.
Фильтрационно-емкостные свойства горных пород позволяют вмещать и пропускать через себя жидкость и газы.

Твердость Горных пород
Твердость - характеристика прочности горных пород. 
скважин на и газ в большой степени зависит от твердости горных пород.
Нередко твердость пород определяется по шкале Мооса, по которой в качестве эталонов твердости выбрано эталонных 10 минералов.
Основан на способности более твердого минерала царапать более мягкий.
Метод не точен и показывает лишь диапазон твердости.
Метод актуален в полевых условиях, когда нужна грубая идентификация минералов.

Существует шкала Кнупа, которая тоже обеспечивает сопоставление твердости.

Название минералов (материалов) Твердость горных пород по шкале Мооса по шкале Кнупа Тальк 1 12 Гипс 2 32 Известковый шпат 3 135 Плавиковый шпат 4 160 Апатит 5 400 Стекло 6 500 Кварц 7 1250 Топаз 8 1550 Корунд 9 1900 Карбид вольфрама 9,5 2800 Алмаз 10 8300
Метод измерения путем вдавливания специального пуансона (метод Шрейнера).
Твердость породы определяется по нагрузке на пуансон в момент ее разрушения.
Количественно твердость определяется отношением разрушающей силы к площади пуансона.
Во время нагружения пуансона при определении твердости породы регистрируется нагрузка и показывается диаграмма деформации.
По диаграмме определяют твердость рш, условный предел текучести δт, коэффициент пластичности Кпл и удельную контактную работу разрушения As.

Горная порода Твердость рш· 107Па Условный предел текучести, δт · 107Па , Коэффициент пластичности, Кпл Модуль упругости первого рода (модуль Юнга) , Е · 1010Па Удельная контактная работа раз­рушения As ·  105Дж/м2 Гипс 25-40 15-35 1,8-3,7 0,6-1,4 0,2-0,5 Аргиллит и глинистые сланцы 20-75 15-40 1.3-3,3 0,5-0,9 0,3-0,4 Алевролит с карбонатным базальным цементом           70-90 40-50 2,2-3,3 0,4-1,2 0,8-1,3 Мрамор 95-130 65-70 2,2-3,0 3,5 1,3 Ангидрит 105-140 40-95 2,1-4,3 1,8-5,4 0,5-1,2 Известняк плотный 110-200 50-110 1,7-2,8 2-5 0,7-2,8 Песчаник среднезернистый с карбонатным цементом
170-300 140-210 1,7-2,8 1,8-2,5 2,2-2,8 Доломит плотный 250-320 150-220 2,5-4,5 5-8 1,7-3,4 Гранит (уральский) 300-370 220-300 1,4-1,9 4,1-5 2 Базальт 390 140 4,2 3,3 16,9 Диорит кварцевый (уральский)  410 340 1,4 4,5 2,5 Сиенит (уральский) 570 480 2,2 8,8 14,6 Диабаз (кольский) 630 500 1,5 10 5,1 Кварцит (карагандинский) 580-630 - 1,0 6,9-7,3 4-6 Роговик эгириновый (криворожский) 800 580 2,5 10 8,5 Джеспилит 810 - 1,0 10 3,6
Существуют другие методы определения твердости: Бринеля, Роквелла, Шора, Виккерса.