ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК СКВАЖИНЫ, ОСЫПИ, ОБВАЛЫ
К обвалам, осыпям относят нарушения стенок скважины, обусловленные потерей устойчивости горных пород.
Потеря устойчивости стенок в статических условиях про-
Рис. 23.16. Схема жело — бообразования: 1 — стенка скважины; 2 — бурильные трубы; 3 — замок; 4 — желоб |
исходит под воздействием избытка сил бокового распора, не уравновешенных гидростатическим давлением столба жидкости в скважине.
В этом случае условие устойчивости выражается формулой
(Хрп — р)дг < кат, (23.7)
где X — коэффициент бокового распора, X = 0,2-г1,0; рп — плотность горной породы; р — плотность раствора, заполняющего скважину; к — коэффициент, рекомендуется к = 0,57; стт — предел текучести горной породы при одноосном сжатии.
Выделяют:
осыпание слабосвязанных аргиллитов, сланцеватых глин, песков и других трещиноватых, перемятых пород и т. д.;
сужение, вызванное течением, ползучестью плывунов, высокопластичных глин, солей, льда, набуханием глиносодержащих пород.
Основные причины обвалообразования — недостаточная прочность и устойчивость горных пород при проводке скважин. Вероятность обвалообразования, сочетание и взаимообусловленность с другими видами осложнений должны учитываться на стадии проектирования. Конкретные меры предупреждения и прекращения развития обвалов зависят от вида обва- лообразований, их интенсивности и технических возможностей, имеющихся химических реагентов, диаметров труб и УБТ.
Важнейшее условие предупреждения и прекращения обва- лообразований — правильный выбор вида, состава и параметров буровых растворов (плотность, водоотдача, статическое напряжение сдвига; вязкость, структурная вязкость, динамическое напряжение сдвига), их физико-химической активности.
Хорошие результаты дает введение в раствор калиевых, полимеркалиевых, кальциевых реагентов, применение минерализованных растворов (пластовых вод). В этом случае глинистые породы не набухают, не растворяются многие минералы и т. д. Целесообразно уменьшать колебания бурильной колонны, снижать прогиб бурильных труб установкой амортизаторов, центраторов, калибраторов, УБТ квадратного сечения и др. Применяют в некоторых случаях заливку неустойчивых интервалов цементным раствором.