Вопрос 48. Нарушение целостности ствола скважины.

Нарушение целостности стенок скважины наблюдается при наличии пластичных, раздробленных, состоящих из слабосвязанных между собой частиц, а также разбухающих и расслаивающихся при механическом и физико-химическом воздействиях буровых растворов пород.

Основные виды нарушений целостности стенок скважины: раскрытие естественных и образование новых трещин, образование каверн и желобов, набухание пород и сужение стволов скважин, осыпи и обвалы пород, пластическое течение соленосных отложений, растепление и разрушение горных мерзлых пород.

Вопрос 49. Осложнения при бурении, классификация, причины, признаки.

Раскрытие естественных или образование новых трещин

Раскрытие естественных или образование новых трещин происходит в основном при бурении в трещиноватых зонах, возникших вследствие тектонических нарушений, или в любых породах при критических значениях горного давления в скважине.

В зависимости от условий залегания пород растрескивание может происходить при различных значениях давления жидкости в скважине.

Важное значение в росте сил, приводящих к растрескиванию, имеет характер этих сил, а также ориентировка уже существующих трещин, которые могут раскрываться, если они расположены под углом 45° или менее к вертикали; в противном случае возникают либо расслоение, либо новые трещины; развитие новых трещин происходит при условии

Образование желобов также относится к одной из разновидностей нарушения целостности ствола.

Желобообразование создает предпосылки для заклинивания бурильных и обсадных труб. Образование желобов происходит не сразу, а постепенно с ростом числа рейсов бурового снаряда; опасные по своим последствиям желоба могут образоваться только после достаточно большого пути пробега бурового снаряда. Для предупреждения прихвата бурильных труб или заклинивания коронки при наличии желоба в скважине следует применять одну и ту же компоновку бурового снаряда.

Набухание - упругое структурно-адсорбционное расширение пород стенок скважины, обусловленное их анизотропией, повышенной фильтрационной способностью, всасыванием свободной воды и физико-механическим взаимодействием ее с частицами породы.

Набухание пород приводит к снижению прочности стенок скважины и уменьшению диаметра ствола вследствие объемного расширения породы. Дополнительными характерными признаками, являются затяжки и прихваты бурового снаряда; в этом случае необходима проработка ствола при сравнительно большой скорости подачи бурового снаряда. Набухание без применения мер по его устранению обычно приводит к появлению вытеканий, осыпей, обвалов и к другим осложнениям.

Сужения ствола скважины происходят в результате образования толстых корок. Такие сужения в основном приурочены к разрезам высокопроницаемых пород, интенсивно поглощающих жидкую фазу раствора, вследствие чего и происходит отложение твердой фазы раствора на стенки скважин.

Вытекание - один из видов пластической деформации стенок скважин, возникающий вследствие значительного повышения пластичности, снижения прочности пород, увлажнения термомеханического воздействия (колебаний противодавления и температуры массива). 

В   первоначальный   момент   скорость вытекания нарастает медленно, но с увеличением времени нахождения ствола в незакрепленном состоянии скорость возрастает. Проработка ствола при вытекании трудоемка и длительна; скорость проработки непостоянна и может меняться в широких пределах в зависимости от интенсивности вытекания и размеров сужения.

Осыпание - процесс хрупкого разрушения горных пород в скважине, характеризующийся увеличением количества шлама, выносимого из скважины.

 При отсутствии активных мер борьбы осыпания происходят на протяжении всего периода бурения в необсаженном стволе в результате постоянного или периодического отваливания отдельных кусков породы. Осыпи приводят к образованию зазубренностей и каверн, к обвалам, обрушениям и другим осложнениям. Слабые осыпи трудно зафиксировать визуально; в этом случае на их наличие может указать кавернометрическое исследование ствола, в связи с чем снятие кавернограмм приобретает важное значение. Сильные осыпи регистрируются как визуально, так и приборами; в частности, об их наличии свидетельствуют: интенсивный рост вязкости промывочной жидкости и содержания в ней шлама; пробкообразования; образование сальников на колонковом наборе и коронке; поршневой эффект и перелив жидкости при подъеме снаряда; необходимость частых промывок и проработок скважины; повышение давления на буровом насосе.

Обрушение

Обрушение -объемный скоротечный процесс хрупкого разрушения пород стенок скважин единичного характера с вывалами из массива большого объема пород, в том числе устойчивых и достаточно прочных при нормальных условиях бурения.

Обрушение может происходить также помимо причин, под действием собственного веса пород.

Основные признаки обрушений:

• внезапность и скоротечность развития;

• мгновенное резкое повышение давления на буровом насосе и, как правило, полная потеря циркуляции в сочетании с мгновенным прихватом бурового снаряда;

• потеря ствола скважины до зоны обрушения;

• недохождение снаряда до забоя после бурения очередного рейса или при наращивании.

Перечисленные виды осложнений деформационного типа тесно связаны между собой и часто один вид вызывает другой и наоборот.

При этом важную роль в появлении тех или иных деформаций играют временной фактор, геологические особенности разбуриваемых пород и технологические приемы бурения.