Глава 2.7. Крепление стенок скважины и разобщение пластов

В процессе бурения вскрываются горные породы, различающиеся между собой по лито логическому составу, физико-механическим свойствам, степени насыщенности и виду насыщающей жидкости, коэффициентам аномальности пластовых давлений, монолитности. Наряду с устойчивыми, например карбонатными, породами, в которых ствол скважины может длительное время оставаться незакрепленным, встречаются породы неустойчивые и несвязные. Такие породы легко осыпаются, обваливаются или пластически деформируются, выпучиваются внутрь ствола скважины вскоре после разбуривания. Неустойчивые породы особенно часто встречаются на сравнительно небольших глубинах, а также в зонах тектонических нарушений. К их числу относятся многие хемогенные породы, склонные к пластическому течению под влиянием горного давления, особенно при повышенных температурах. Чтобы предотвратить нару­шение устойчивости стенок скважины, ствол ее приходится крепить.

Проницаемые породы, как правило, насыщены водой, нефтью или газом. Обычно коэффициент аномальности пластового давления примерно равен единице. Такое давление называется нормальным. Нередко, однако, встречаются горизонты с более высоким или более низким пластовым давлением. Если в процессе бурения будут вскрыты горизонты с разными коэффициентами аномальности пластовых давлений, возникнут благоприятные условия для перетока пластовой жидкости из горизонта с более высоким коэффициентом аномальности в горизонт с болев низким коэффициентом аномальности- Подобные перетоки недопустимы, потому что они ведут к растрате природной энергии, потере части пластовой жидкости, содержащейся в горизонте с более высоким коэффициентом аномальности, а также к загрязнению и ухудшению коллекторских свойств горизонта с пониженным коэффициентом аномальности пластового давления. Перетоки могут явиться причиной тяжелых, а также интенсивной коррозии оборудования, спущенного в скважину. Чтобы предотвратить эти осложнения, все горизонты с неодинаковыми коэффициентами аномальности разобщают.

В эксплуатационных скважинах для подъема пластовой жидкости из продуктивных горизонтов на поверхность, а в нагнетательных скважинах для подачи рабочего агента (воды, газа, пара) с дневной поверхности к эксплуатационным объектам требуется прочный и герметичный канал, который мог бы надежно служить в течение многих десятков лет. Таким каналом может быть колонна труб. Основными целями крепленая скважин являются:

а) создание долговечного и герметичного канала для транспортирования жидкости от эксплуатационных горизонтов к дневной поверхности или в противоположном направлении;

б) герметичное разобщение горизонтов с неодинаковыми коэффициентами аномальности пластовых давлений с целью охраны недр и предотвращения серьезных осложнений;

в) укрепление стенок скважины, сложенных недостаточно устойчивыми горными породами.

Наиболее распространенными способами крепления скважин являются спуск колонн, составленных из специальных труб, назы­ваемых „обсадными, и цементирование пространства между колонной труб и стенками скважины. Для разобщения горизонтов с разными коэффициентами аномальности пластовых давлений также используют пакеры.