 |
30. Признаки возникновения осложнений, связанных с нарушением
|
|
|
|
30. Признаки возникновения осложнений, связанных с нарушением
устойчивости горных пород в приствольной зоне скважины.
Признаки возникновения осложнений, связанных с нарушением
устойчивости горных пород в приствольной зоне скважины.
Главными признаками, вызывающими нарушение целостности стенок скважины, являются характер напряженного состояния пород в приствольной зоне и физико-химические свойства промывочных жидкостей, применяемых в процессе бурения. На приствольную зону скважины действуют вертикальное нормальное напряжение, вызванное действием сил веса ( горного давления), тангенциальное ( кольцевое) нормальное напряжение, направленное перпендикулярно к радиусу скважины; радиальное нормальное напряжение, направленное вдоль радиуса скважины. Одна из основных причин, вызывающих нарушение целостности стенок скважины, - напряженное состояние пород в приствольной зоне скважине.
31. Осыпи и обвалы пород. Причины возникновения и характерные признаки.
К основным причинам прихватов в породах, склонных к интенсивным обвалам и
осыпям, относятся:
- несоответствие типа и параметров бурового раствора разбуриваемым горным породам;
- недостаточное противодавление на стенки скважины;
- воздействие гидродинамического давления;
- длительное время воздействия бурового раствора на горные породы необсаженной
стенки скважины.
Признаками обвалообразований являются:
- вынос из скважины оскольчатого шлама в объеме, большем объема выбуренной породы;
- посадки, затяжки колонны труб, посадки при спуске долота без проработки и интен-
сивных промывок;
- повышение давления в нагнетательной линии при промывке, бурении и проработке;
|
|
|
- повышение момента на вращение бурильной колонны.
Мероприятия по предупреждению прихватов из-за обвалообразования
Для обеспечения очистки скважины перед подъемом бурильной колонны скважина промывается с максимально допустимой производительностью буровых насосов до прекращения выхода шлама (не менее одного цикла). При необходимости проводятся прокачки порций ВУС или утяжеленного бурового раствора.
СПО ведется с ограничением скорости в интервалах пород, склонных к обвалообразованию согласно ПД.
Для качественной очистки ствола при возникновении обвалообразования в скважину на бурильных трубах (без забойного двигателя и УБТ) спускается трехшарошечное долото (без гидромониторных насадок), скважина промывается с максимальной производительностью насосов до полной ее очистки. Прокачивается порция ВУС или утяжеленного бурового
раствора.
При наличии обвалообразования бурильная колонна не оставляется в открытом стволе скважины без промывки, расхаживания и вращения более 5 мин. Перед вынужденной остановкой бурильная колонна поднимается в обсаженный интервал или безопасную зону.
Работы по восстановлению ствола скважины в условиях обвалообразования и осыпей проводятся по плану, согласованному с заказчиком. В плане работ предусматриваются мероприятия, исключающие забуривание нового ствола.
32. Набухание глинистых пород. Причины возникновения и характерные
признаки.
Набухание глинистых пород оказывает большое влияние на устойчивость стенок скважин при бурении и на качество вскрытия продуктивных пластов.
Набухание глинистых пород особенно проявляется при вскрытии их буровыми растворами, обработанными кальцинированной и каустической содой УЩР и ТЩР. При этом двухвалентные ионы кальция из обменного комплекса глин замещаются одновалентными ионами натрия, в связи с чем уменьшаются силы электрического взаимодействия между частицами, происходит дополнительное диспергирование глины. Поэтому применение УЩР, ТЩР на месторождениях Туркмении и Западной Сибири при бурении легкорастворяющихся, переходящих в раствор глин ухудшило показатели проходки: много гЛи - ны переходило в раствор, повышались вязкость, плотность, становилась более мягкой и толстой корка, больше разрушались стенки скважины, быстрее образовывались желоба при наклонном бурении, чаще наблюдались затяжки, прихваты, уменьшалась механическая скорость.
|
|
|
Природу набухания глинистых пород, исходя из трудов Б. В. Дерягина и других авторов о расклинивающем давлении тонких слоев жидкости ( воды), можно объяснить на основе учета термодинамических и механических свойств тонких слоев воды, содержащихся в породе
Увлажнение и набухание глинистых пород в результате ин-гибирования уменьшаются в основном за счет адсорбции на них поливалентных ионов и ПАВ, внедрения в кристаллическую решетку ионов малого размера, возникновения новообразований на поверхности глин, а также вследствие управления осмотическими перетоками между скважиной и пластовым через полупроницаемую перегородку, образуемую фильтрационной коркой и кольматированным слоем стенки скважины.
Сокращением периода набухания глинистых пород в фильтратах хлоркальциевых растворов, стабилизированных лигносульфонатами, видимо, можно объяснить тот факт, что эти растворы не предотвращают осыпания пород, например аргиллитов, а изменяют характер осыпания. Повышенные значения Рт и пониженные kz и ДУ обусловливают этим системам крепящее действие кратковременного характера.
Исследование кинетики набухания глинистых пород при температуре до 100 С можно проводить в двустенной бане с использованием приборов Жигача - Ярова, выполненных из нержавеющей стали или термостойкого пластика. Заданная температура регулируется с помощью ультратермостата.
Первая стадия набухания глинистых пород связана с поглощением влаги в результате действия адсорбционных сил и заканчивается в основном при влажности, близкой к максимальной гигроскопической. Эта стадия мало влияет на изменение объема породы в целом, поскольку объем влаги при этом в значительной степени соизмерим с объемом ее пор.
|
|
|
Поэтому для определения набухания глинистых пород рекомендуется пользоваться так называемым аналитическим методом оценки набухания.
Отмечено влияние рН раствора на набухание глинистых пород. Закономерности набухания глин в кислых и щелочных растворах достаточно низких концентраций ( до 1 N) в диапазоне рН от 0 3 до 3 ( НС1) и от И до 13 8 ( NaOH) близки к таковым для нейтральных растворов ( NaCl) тех же концентраций и определяются количеством активных обменных катионов в приповерхностном слое глины. При этом увеличение емкости обмена по катионам ( для щелочных растворов) и анионам ( для кислых растворов) практически не влияет на процесс набухания глин. При больших концентрациях растворов кислот и щелочей ( IN) происходит разрушение алюмосиликатного ядра глинистых минералов новых химических веществ.
Установка пригодна и для изучения набухания глинистых пород при низких ( даже минусовых) температурах. Она пригодна и для изучения влияния переменных температур на набухание глинистых пород.
Водорастворимые эфиры целлюлозы различных марок обусловливают меньшее набухание глинистых пород, чем вода.
|
|
|
