|
М.К. Сеид-Рза и другие экспериментально показали, что снижение бокового давления (вследствие повышения удельного веса промывочной жидкости) способствует хрупкому разрушению стенок скважины, а его увеличение (вследствие снижения удельного веса промывочной жидкости) ведет к преобладанию пластических деформаций и смещению пород в ствол скважины [24]. В практике бурения использование буровых растворов повышенной плотности для предотвращения осыпей и обвалов горных пород приводило к возникновению поглощений и газонефтепроявлен и й, вызванных гравитационным замещением пластового флюида тяжелым буровым раствором [22]. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что для управления устойчивостью ствола скважины предпочтительнее использовать физико-химические процессы взаимодействия бурового раствора с породой, нежели простое изменение плотности промывочной жидкости. Одной из немаловажных причин нарушения устойчивости стенок скважины являются колебания температуры при циркуляции промывочной жидкости, которое обуславливает термическое усталостное изменение прочностных свойств горных пород, приводящее к обвалам, осыпям, вытеканию. Поэтому, по мнению многих авторов, для замены растягивающих напряжений по всему вскрытому стволу на сжимающие и увеличения устойчивости стенок, целесообразно уменьшить и сохранить постоянный перепад температур. Однако осуществить рекомендуемый режим при применяемой технологии бурения не представляется возможным. Более перспективным направлением является химическое воздействие на глинистые породы с целью придания последним инертности к действию переменных температур [26, 27]. 23 |
В настоящее время существует значительное количество работ, посвященных проблеме изучения взаимосвязи напряженного состояния горных пород, плотности промывочной жидкости и устойчивости стенок скважины. Однако они не дают однозначного решения проблемы путем уменьшения или увеличения плотности [15,18,19,20,21]. М.К. Сеид-Рза и другие экспериментально показали, что снижение бокового давления (вследствие повышения удельного веса промывочной жидкости) способствует хрупкому разрушению стенок скважины, а его увеличение (вследствие снижения удельного веса промывочной жидкости) ведет к преобладанию пластических деформаций и смещению пород в ствол скважины [15]. В практике бурения использование буровых растворов повышенной, плотности для предотвращения осыпей и обвалов горных пород приводило к возникновению поглощений и газонефтепроявлений, вызванных гравитационным замещением пластового флюида тяжелым буровым раствором [22]. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что для управления устойчивостью ствола скважины предпочтительнее использовать физико-химические процессы взаимодействия бурового раствора с породой, нежели простое изменение плотности промывочной жидкости. Одной из немаловажных причин нарушения устойчивости стенок скважины являются колебания температуры при циркуляции промывочной жидкости, которое обуславливает термическое усталостное изменение прочностных свойств горных пород приводящее к обвалам, осыпям, течению. Поэтому, по мнению многих авторов с целью замены возникающих на стенках скважин растягивающих напряжений по всему вскрытому стволу на сжимающие и тем самым увеличить устойчивость стенок, целесообразно уменьшить и сохранить постоянным перепад температур. Однако осуществить рекомендуемый режим при применяемой технологии бурения не представляется возможным. Более перспективным направлением является 24 химическое воздействие на глинистые породы с целью придания последним инертности к действию переменных температур [24, 23]. 1.2.2. Влияние влажности глинистых пород на их устойчивость. Значительное влияние на устойчивость пород оказывает их влажность, особенно степень увлажнения глинистых пород. Даже при незначительном увлажнении глубина их устойчивого залегания резко уменьшается. Естественная влажность глинистых пород, залегающих на глубинах более 1000 м, не превышает нескольких процентов. Наименее чувствительны к изменению влажности кварцевые песчаники. Наиболее чувствительны к изменению влажности пластичные глины. Плотные глины и глинистые сланцы занимают промежуточное положение; при полном водонасыщен и и их прочность снижается в 2 10 раз [25]. Критическая влажность различных глинистых пород колеблется в пределах 5-22 % (нижняя граница соответствует гидрослюдистым глинам, а верхняя бентонитам кальциевого типа). Анализ снижения прочности набухающих глинистых пород вследствие . их увлажнения фильтратом промывочной жидкости показал, что чем больше скорость проникновения жидкости в образец, тем меньше время его устойчивого состояния [26, 27]. Вместе с тем при одинаковой скорости проникновения жидкости устойчивость образцов различна и зависит от физико-химических свойств промывочной жидкости. Потеря устойчивости образцов из набухающей глины, обработанных различными промывочными растворами, происходит в тот момент, когда общая влажность достигнет 6-8%. Экспериментальными исследованиями глинистых сланцев (кыновских аргиллитов) установлено, что для этих пород существует критическая влажность (8-9 %), при которой они хрупко разрушаются [26]. Однако для ненабухающих глинистых пород (аргиллитов) более важное значение с точки 25 |