ТЕПЛООБМЕН ПРИ БУРЕНИИ МЕРЗЛЫХ ПОРОД
Седов В. Т.
В народнохозяйственных планах разведки и добычи полезных ископаемых важнейшую роль занимают перспективные районы Севера и Северо-Востока страны. Около 50% их территории занимают многолетнемерзлые породы, мощность которых обычно составляет несколько сотен метров, а температура изменяется от 0 до —15 °С.
Бурение скважин в многолетнемерзлых породах имеет специфические особенности, в основе которых лежит важнейшая роль температурного фактора. В результате теплового воздействия буровых растворов на лед, цементирующий минеральные частицы породы (в основном песка), связность и прочность последней резко снижается. Это приводит к возникновению осыпей и обвалов стенок скважины, т. е. является причиной кавер- нообразования. Наличие каверн предопределяет целый ряд осложнений, основными из которых являются приустьевые просадки грунта, размывы устья скважин при бурении, низкое качество работ по цементированию, смятие обсадных колонн, прихваты бурильных и обсадных труб.
Гидратация цемента и формирование структуры цементного камня в интервале мерзлых пород’ происходят яри низких положительных и при отрицательных температурах’. Это является причиной замедленного схватывания и твердения тампонажного раствора. В ряде случаев возможно и преждевременное замораживание цементного раствора и камня, который впоследствии будет иметь рыхлое строение и низкие прочностные показатели.
Для предупреждения указанных осложнений необходим детальный анализ влияния и учет температурного фактора в практике бурения мерзлых пород, что является целью настоящей работы.