10.1 Сурет.Таужыныстардың әртүрлі орташа өткізгіштік Пср жағдайларында ұңғымада бұрғылау құралының тоқтауы кезінде бекітіліп қалу р ықтималдылығының диаграммасы

Бұрғыланып жатқан ұңғымада жуу сұйықтығы ұңғыма қабырғасына сүзгілі қабықшақ арқылы әсер етеді, бұл өткізгішті қабатқа ерітінді фильтратының енуін қамтамасыз етеді. Бұрғылау құралы қозғалысын (айналуын, остік қозғалысын) тоқтаған кезінде оның (бұрғылау құыбрлардың, АБҚ, колонкалы жинақтың) ұңғыма қабырғасына жабысу жағдайында жуу сұйықтығының қабықшақпен байланысу белдемі арқылы сүзілуі төмендейді. Бұл белдемге ерітіндінің жаңа порциялары келіп түспейді, ал қысымның ауытқуы бұрғылау құралы арқылы сүзгілі қабықшақ арқылы әсер етеді. Соңғының сүзгілі қабатқа ену дәрежесәне байланысты бұрғылау құралы – қабықша байланысу ауданы өсе бастайды. Осымен бірге сығылу мен тығыздалу болып, филтраттың қабатқа ағып кетуі толығымен тоқталғанша қабықшаның өткізгіштігі төмендейді. Қабықшаның өткізгішінің толық төмендеу жағдайларында ұңғыма қабырғасына бұрғылау құралының жабысу күшін шамалап келесі формуламен анықтауға болады:

мұндағы d – бұрғылау құралының диаметрі немесе оның сүзгілі қабықшамен жанасу жолағы және ол d мәнінен жоғары болмайды, м; h – өткізгіш қабатының қалындығы немесе бұрғылау құралының сүзгілі қабықшамен жанасу ауданының ұзындығы, м; ∆ρ – байланыс белдемінде қысымның ауытқуы және ол қабықшаның қалындығына және өткізгіштілігіне тәуелді болады, Н/м².

Егер қабықшаның өткізгіштігі п_к үлкен (п_к-»-оо) болатын болса, онда ∆ρ -Ю. Оның толық өткізбейтін жағдайында ∆ρ = ρ_ст– ρ_пл.

Ұңғыма қабырғасынан бұрғылау құралын жұлып алу үшін қажетті күш қолдағы көтеру құралдарының тартушы күшінен біршама емес жоғары болуы мүмкін. Ол келесі формула бойынша есептеледі:

(10.2)

мұндағы Р – жұлып алу күші, Н; f – бұрғылау құралы және сүзгілі қабық арасындағы үйкеліс күші; Q – бұрғылау құралының салмағы, Н; θ – зениттік бұрыш, градус.

Бұрғылау құралын көтеру уақытында ұңғыма қабырғасына бұрғылау құралының жабысып қалуынан бекітіліп қалу күшеюі мүмкін. Бұл жағдайда жабысып қалу күші бұрғылау құарлын жұлып алу жылдамдығына және өткізгіш қабықшасының өткізгіштілігіне тәуелді болады. бұрғылау құралын ақырындап тарту кезінде бұл құбылысты болдыртпауға болады. жабысып қалу орын алмайтын жұлып алудың жылдамдығы (м/с) келесі теңдеу арқылы анықталады (А. X. Мирзаджанзаде, А. К. Караев, С. А. Ширинзаде)

(10.3)

мұндағы п_к – қабықшаның өткізгіштігі, м²; ц, - бұрғылау ерітіндісінің динамикалық тұтқырлығы, Па-с; а – бұрғылау құралының қабықшақпен байланысу ені, м.

Сүзгілі қабатқа жабысқан құбырларға ұңғыма және қабат арасындағы қысымның бір бөлігі ғана әсер етеді. Нақты жағдайлар үшін осы төмендеткіш көрсеткіштің мәні 0,62-0,75 құрайды [10].

Бекітіліп қалудың ең жоғары әсер ету күштері бұрғылау құралының сүзгілі қабықпен байланысудың бірінші минуттарында орын алады. Ортаның температурасы жоғарлаған сайын бекітіліп қалу күші жоғарлайды. Метал және таужыныстар арасындағы адгезионды күштер үлкен маңызға ие. Бұрғылау ерітіндісінің құрамында қатты фазаның біршама мөлшерінде, ортаның тұзды және термотұзды агрессиясы кезінде, ерітіндіде майлағыш қоспаның шамалы мөлшерінде бекітіліп қалудың адгезионды күші жоғарлайды.

Бекітіліп қалу күшіне ерітіндіде кездесетін химиялық реагенттер әсер етеді, мысалы, УЩР гипан және метас типті реагенттермен салыстырған оның мәнін 20-40% жоғарлатады.

Бекітіліп қалудың пайда болу мүмкіндігіне таужыныстардың өткізгіштік дәрежесі үлкен әсер етеді (10.2 сурет). Таужыныстардың қалындығы бойынша ортақтандырылған өткізгіштігі 0,5·10¹⁵ м² қабатқа репрессия жағдайларында бекітіліп қалу қауіптілігін шектеуге болады. орташа өткізгіштігі 1·10⁴ м² болатын қалындығы 20-30 м таужыныстар ∆ρ>2МПа кезінде бекітіліп қалу қауіптілігі жоғары болады [32]. Қалындығы бойынша орташа өткізгіштігі п_ср келесі формула бойынша анықталады

(10.4)

мұндағы п₁, п₂,...,п_п – таужыныстар қабатының өткізгіштігі, м²; h₁, h₂, ...,h_n – олардың қалындығы, м.

Қалың нашар өткізгішті таужыныстарда (тақтатастарда) бекітіліп қалу механизмі жоғарыда сипатталғанға ұқсас, бірақ ұңғыма қабырғасында қабықшаның түзілу үрдісі сүзгілі қабықшаның қалыптасуына қарағанда өзгеше өтеді. Сулы ортада сазды бөлшектер, Козн заңдылығы бойынша теріс зарядқа ие болады. Сондықтан да ұңғыма қабырғасында қабықшаның қалыптасу үрдісі сыртқы күштер әсерінен зарыдталған беттердің жақындасумен түсіндіріледі. Бентонит және шлам бөлшектерінен нашар өткізгішті таужыныстармен көрсетілген ұңғыма қабырғасында қалындығы бойынша біртіндеп көбеетін қабат қалыптасады. Ұңғыма оқпанында осы бөлшектер арасындағы кеңістікті толтыратын тұтқырлы және жеңіл ерітіндінің болуы оның тығыздалуына әкеліп, ұңғыма оқпанында тарылу үрдісі орын алады.

Осы күрделіктер түрі үшін көтеру-түсіру жұмыстары немесе ұңғыманы қайта брғылау кезінде линза немесе шелпек тәріздес материалдың шығуы сипатты. Оның пайда болуы тасымалдау кезінде сазды-шламды материалдыңагрегациялау құбылысымен немесе ұңғымаға құралды түсіру кезінде ұңғыма қабырғасынан қабықшақтың сырып түсірумен байланыстырады. Ұңғыма оқпанында осы материалдың пайда болуын құбыраралық кеңістіктің жартылай немесе толық жабылып қалуына әкеледі, ал бұл бұрғылау құыбрлардың уақытша бекітіліп қалуына әкеледі. Жиі бұл құбылысты ұңғыма қабырғасынан таужыныстардың опырылуымен байланыстарады, себебі ұңғымадан таужыныстар кесектері шығады. Бұл құбылыс бұрғылау құбырлар бағанасының ұңғыма қабырғасына механикалық әсері кезінде қабықшамен бірге таужыныстардың жарылумен түсіндіріледі. Мұнайға бұрғылау кезінде осындай таужыныстар кесектерінің ұзындығы 75, ені 60, ал қалындығы 10 мм дейін жетеді.