§ 2. Борьба с осложнениями

Наиболее распространенными видами осложнений в практике бурения геологоразведочных скважин в породах первой, второй и третьей групп (см. табл. 7.2) являются: поглощение промывочной жидкости, обрушение, вывалы, осыпание или перемещение массы пород сильно обводненных, несвязных (плывуны) или высоко- пластичных.

С целью нормализации условий бурения Прибегают к определенным мерам, средствам и способам предупреждения осложнений или борьбы с ними, выбираемым на основании анализа факторов и причин, вызывающих осложнения. При этом нормализацию условий можно осуществлять одновременно с углубкой скважины—без прекращения процесса бурения или в периоды прекращения углубки, что естественно сказывается на производительности труда.

Сообразуясь с характером осложнения, прежде всего подбирают оптимальные технические средства и технологию бурения, исключающие или существенно снижающие активность действия причин, вызывающих осложнения.

Для нормализации условий в процессе бурения широко используют специальные промывочные жидкости с низкой водоотдачей, инертные по отношению к породам и пониженной (при борьбе с поглощением) или повышенной (при борьбе с обвалами) плотностью, а также оптимальные схемы ее циркуляции (прямую, обратную или комбинированную). В сухих (необводненных) разрезах успешно применяют в качестве очистного агента воздух, аэрированную жидкость или пену.

Подбирают (определяют) наиболее рациональные (щадящие) параметры технологических процессов (бурения, спуска и подъема бурового снаряда), обеспечивающие максимальную для конкретных условий скорость сооружения скважины и минимальное действие причин, вызывающих осложнения.

В более сложных условиях прибегают к повышению устойчивости пород в околоствольной зоне скважины и уменьшению их водопроницаемости.

Известно много способов упрочнения пород или закрепления стенок скважин при борьбе с осложнениями, основными из которых являются: механические (закрепление стенок с помощью обсадных труб); физико-химические (беструбные) способы упрочнения пород в околоствольной зоне и закрепление стенок скважины с помощью вяжущих материалов или быстротвердеющих смесей (глинизацией, цементацией, силикатизацией, смолинизацией, битуминизацией, обжиганием, замораживанием обводненных пород) и химические способы, осуществляемые с помощью специальных растворов и газообразных реагентов, нагнетаемых в пласты пород и вступающих в химическую реакцию, которая сопровождается выделением твердого осадка, закупоривающего поры и трещины в породах и образующего прочную корку на стенках скважины.

Механическое закрепление стенок скважин обсадными трубами является наиболее универсальным, надежным и долговременным. При спуске труб в скважину практически исключаются все осложнения, вызываемые геологическими и другими причинами.

Физико-химические способы используют для упрочнения пород в околоствольной зоне скважины и борьбы с поглощением промывочной жидкости. Частично это достигается в некоторых случаях применением глинистых растворов и других жидкостей, обладающих заданными параметрами (вязкостью, плотностью, водоотдачей). В более сложных условиях в толщу неустойчивых сильно трещиноватых пород задавливают вяжущие или быстротвердеющие материалы: вязкую жидкую глину, цементный раствор, жидкое стекло, битум (холодный или горячий), синтетическую смолу и другие быстросхватывающиеся смеси.

В некоторых случаях используют термохимический и электрохимический способы или замораживание обводненных пород.

Химический способ упрочнения пород в околоствольной зоне скважины основан на реакции взаимодействия химических веществ, содержащихся в жидкости, нагнетаемой в пласт, между собой или с пластовой водой, с нагнетаемым в пласт газообразным реагентом и др. При этом может образовываться гель, заполняющий поры и трещины, или твердый осадок и корка на стенках скважины, или быстросхватывающийся цементирующий породу материал.

Каждый из способов рассчитан на определенные условия с учетом характера упрочняемых пород.

Применением беструбных способов закрепления стенок скважины решается несколько задач: повышение механической прочности пород в стенках скважин и, следовательно, их устойчивости; повышение водоустойчивости пород и понижение их водопроницаемости. Применяемые при этом материалы или вещества должны обладать определенными свойствами: адгезией — хорошим сцеплением с породой в присутствии воды — и когезией — высокой степенью внутреннего молекулярного сцепления — водонепроницаемостью, водостойкостью и др.

Области применения и сущность перечисленных способов упрочнения пород описаны в литературе и рассматриваются в дисциплине «Специальные работы и исследования в скважинах».