2.5. Осложнение и аварии в бурении

В процессе бурения возникают различные осложнения: поглощение промывочной жидкости иди цементного раствора, нефте-газо-водопроявления, обваливание и осыпание пород, прихваты и затяжки бурильной колонны, расщепление многолетнемерзлых пород в другие. Во многих случаях предупредить возникновение осложнения легче, чем его ликвидировать Нередко одно осложнение, возникшее в скважине в но устраненное в достаточно короткий срок, усугубляется другими видами, а иногда является причиной появления новых осложнений. Поэтому предупреждению и быстрой ликвидации возникших осложнений следует уделять большое внимание.

Поглощение промывочной жидкости.

Поглощение промывочной жидкости происходит:

а) если в горной породе имеются раскрытые трещины, каверны и прочие крупные каналы, а давление, создаваемое промывочной жидкостью на стенки скважины, превышает пластовое в рассматриваемом горизонте;

б) когда давление, создаваемое промывочной жидкостью на стенки скважины, достаточно для раскрытия имеющихся в данной породе сомкнутых микротрещин либо для разрыва породы и образования в ней новых трещин.

При поглощении многократно увеличивается общий расход про­мывочной жидкости, необходимый для проходки скважины; замед­ляется темп углубления, так как буровая бригада вынуждена расхо­довать часть рабочего времени на приготовление и обработку допол­нительного объема промывочной жидкости. В результате возрастает стоимость бурения.'¹

Газонефтеводопроявления

Пластовые жидкости и газы могут поступать в скважину прежде всего, если пластовое давление хотя бы в одном из горизонтов будет выше давления, создаваемого на пего промывочной жидкостью. Приток жидкостей и газов может возникнуть при вскрытии объекта с повышенным коэффициентом аномальности, при плохом контроле за плотностью и дегазацией промывочной жидкости, при понижении уровня жидкости в скважине в результате поглощения либо во время подъема колонны труб без долива, при быстром подъеме колон­ны труб (особенно с алмазным или одношарошечным долотом, с саль­ником на долоте либо замках, с пакером и т. д.). Интенсивность притока зависит от перепада давлений, проницаемости приствольной зоны пласта, свойств пластовых жидкостей и газов и других факторов и нередко бывает весьма значительной.

Некоторое количество пластовых жидкостей и газов поступает _в промывочную жидкость с обломками выбуренной породы. Объем их примерно пропорционален скорости разбуривания породы. Пластовый газ может поступать также в результате диффузии через прони­цаемые стенки скважины. Интенсивность притока пластовых жидко­стей и газов, как правило, невелика и не представляет опасности, если нет длительных перерывов циркуляции и на поверхности про­мывочная жидкость хорошо дегазируется.

При благоприятных условиях пластовые жидкости и газы могут поступать в скважину также под влиянием капиллярного давления, возникающего вследствие искривления менисков на поверхности контакта двух несмешивающихся жидкостей, например пластовой нефти и водного промывочного раствора.

При длительных перерывах циркуляции в промывочную жидкость может поступать некоторое количество газа из верхней части газо­носного пласта- Во время промывки и в первый период после ее прекращения под влиянием избыточного давления из промывочной жидкости в газоносный объект отфильтровывается дисперсионная среда. Плотность газа невелика, поэтому избыточное давление вблизи подошвы газоносного объекта выше, чем у кровли, и эта разность тем значительнее, чем больше мощность объекта.

Осыпи и обвалы пород, сужение ствола скважины

При бурении иногда возникают осыпи и обвалы пород и сужения стволов, что проявляется в повышении давления в насосах при промывке, выносе на поверхность большого количества песка и довольно крупных обломков пород, существенном увеличении усилия, необходимого для приподнимания колонны труб.

Одной из причин такого осложнения является изменение напря­женного состояния в породе при разбуривании.

При естественном залегании породы любой элементарный объем испытывает всестороннее сжатие, причем на стенки его в горизонтальной плоскости действует боковое давление. После вскрытия породы боковое давление на стенки ствола скважин уменьшается от р₆ до давления столба промывочной жидкости. В ре­зультате напряженное состояние в приствольной зоне изменяется.

Если напряжения на стенках и в приствольной зоне окажутся выше прочности упруго-хрупкой породы, последняя будет разру­шаться и осыпаться в ствол скважины. Если порода пластично-хруп­кая или высокопластичная, она начнет пластически деформироваться и выдавливаться в ствол скважины, как только напряжения на стен­ках и в приствольной зоне превзойдут предел текучести. Это наблю­дается при обнажении некоторых хемогенных (например, бишофит, карналлит) и глинистых пород. Последствия тектонических процессов (перемятость пород, трещиноватость, остаточные напряжения) сни­жают сопротивляемость породы разрушению и, таким образом, спо­собствуют возникновению осыпей, обвалов, а также сужений стволов скважин.