Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Обвалы глин и других пород могут происходить и вследствие воздействия на них горного давления. Величина горного давле­ния зависит в основном от глубины залегания пласта, удельного веса вышележащих пород и условий их залегания. Давление на горные породы резко возрастает, когда на них действуют тек­тонические силы, обусловливающие сжатие пород. Величина горного давления на заданной глубине приближенно равна про­изведению мощности отложения вышележащих пород на их среднюю плотность. В первом приближении изменение горного давления с глубиной представлено на рис. 49.

Горное давление не следует смешивать с пластовым. По­, следнее является давлением жидкости, заполняющей поровое пространство в породах. Из нефтепромысловой практики хо — Щч _рошо известно, что пластовое давление обычно имеет порядок гидростатического давления. Кривая пластового давления при­ведена также на рис. 49. Обычно пластовое давление жидкости или газа меньше горного давления, поэтому жидкость или газ фактически воспринимают на себя только некоторую часть да — вления вышележащих горных пород. Остальная его часть пере — Ч А — дается на зерна минералов, вызывая в них соответствующие на — 4 пряжения.

В стволе скважины давление со стороны столба глинистого раствора обычно выше пластового давления (исключая случаи газо-нефте-водопроявлений), но, как правило, меньше величины полного горного давления. Эта разность между давлением в гор­ных породах и давлением в стволе скважины может создать опасность возникновения обвалов. Однако вследствие образова-

ния разгружающих сводов создается возможность бурить сква­жины без обвалов при отсутствии равновеликого противодавле­ния на их стенки со стороны столба глинистого раствора.

Таким образом, при бурении скважин в принципе имеется потенциальная возможность обвалов некоторых пород под дей­ствием горного давления. Обычно же обвалы пород под влия­нием горного давления в буровых скважинах происходят в ре­зультате значительного снижения противодавления со стороны глинистого раствора в период газо-водо-нефтепроявлений. Сле­довательно, по вопросу о влиянии горного давления на возник­новение обвалов можно сказать сле­дующее.

1. Горное давление является неиз­бежным спутником при бурении и экс­плуатации скважин.

2. Снижение удельного веса глини­стого раствора или падение уровня раствора в скважине может привести к проявлению горного давления, и следовательно, к обвалам, вызываю­щим проработку скважины, затяжкам и прихватам инструмента.

3. Водоотдача глинистых растворов при бурении в зонах, подверженных обвалам, не должна быть высокой, так как при повышении влажности

углин снижается их механическая проч­ность.

4. Особенно большое значение для сохранения устойчивости ствола сква­жины играет время, в течение кото­рого ствол остается не обсаженным колонной.

Наличие в окружающих породах более высокого давления, чем в стволе скважины, обычно не вызывает обвала стенок скважины тотчас после вскрытия обваливающихся пород. Гор­ные породы способны выдерживать определенные напряжения на разрыв или сдвиг при некотором снижении противодавления.

Из промысловой практики известно, что отрезок времени, в течение которого ствол скважины остается устойчивым, может изменяться в довольно широких пределах, от нескольких часов до нескольких месяцев. Большое значение при этом играет ор­ганизация технологии бурения, качество промывочной жидкости k и степень естественной трещиноватости пород. Так, например, в Восточных районах при бурении с промывкой водой кыновские глины начинают обваливаться через 12—18 час. после вскрытия. При бурении этих же глин с промывкой глинистым раствором они начинают обваливаться через несколько суток.

Кроме качества промывочной жидкости, на начало возникно­вения и степень интенсивности обвалообразования оказывает влияние продолжительность бурения скважины.

Практика проходки скважин показывает, что чем продолжи­тельнее бурение ствола, чем больше простоев, тем более интен­сивные и тяжелые происходят обвалообразования. При этом действие горного давления дополняется продолжительным воз­действием фильтрата раствора на глинистые породы, в резуль­тате чего связь частиц породы нарушается.

Исходя из изложенного, необходимо проходку глубоких сква­жин на структурах, где увеличение срока бурения неизбежно, организовать на скоростном режиме, без простоев и аварий. При организации и проведении буровых работ в зонах, склон­ных к осыпям и обвалам, необходимо учитывать следующее.

1. Все глины и глинистые сланцы следует считать потен­циально неустойчивыми.

2. Наличие колебаний гидравлического давления значительно снижает устойчивость глинистых пород.

3. При вскрытии пластов с аномально высоким давлением, а также зон тектонических нарушений с большими углами паде­ния пород сохранить устойчивость стенок скважин особенно трудно.

4. Правильный выбор и регулирование технологического ре­жима бурения при проходке неустойчивых пород способствуют успешному предупреждению обвалообразований.

Применяемый режим бурения должен обеспечить форсиро­ванную проходку ствола скважины. Промывочная жидкость дол­жна иметь минимально допустимые величины вязкости, СНС и образовывать на стенках скважины тонкие, плотные корки. Удельный вес глинистого раствора при обвалообраэованиях дол­жен быть повышенным.

Комментарии запрещены.