23.3. Оборудование устья скважин

Как показала практика, в процессе бурения и спуско-подъемных операций происходит постепенное размывание гор­ной породы в устье скважины вокруг кондуктора. Размытое затрубное пространство затем заполняется промывочной жидко­стью, которая постепенно замерзает и деформирует обсадные трубы, что, как правило, приводит к серьезным осложнениям.

Продолжительность замерзания глинистых растворов (по исследованиям А.В. Марамзина) зависит от температуры горной породы и начальной температуры воды. Для горных пород с тем­пературой -5°С и начальной температурой раствора +10°С про­должительность замерзания за трубами диаметром 73 мм состав­ляет 90 мин, а при температуре горных пород -10°С и тех же условиях продолжительность замерзания почти в два раза мень­ше - 50 мин.

Во избежания смятия труб рекомендуется:

• для предупреждения размывания горной породы вокруг об­садной колонны производить цементирование устья скважины (солевым тампонажным цементом или БСС);

• в устье скважин устанавливать, помимо направляющей трубы,1-2 кондуктора.

Г л а в а 24. БУРЕНИЕ ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОД

К трещиноватым горным породам мы относим горные по­роды с широко развитой совокупной системой трещин. Длина трещин для разных пород может изменяться от нескольких сантиметров до со­тен и более метров. Раскрытие трещин может варьироваться от долей миллиметров до нескольких сантиметров. Кавернозные породы имеют пустоты, измеряемые метрами.

Причинами возникновения трещин являются сланцеватость, тек­тонические перемещения участков земной коры под воздействием ради­альных и тектонических усилий, растрескивание горной породы при ос­тывании магмы, выветривании и т.д. Мелкие трещины при циркуляции подземных вод могут размываться, а раскрытие трещин увеличиваться. Более всего подвержены размыванию осадочные хрупкие породы типа карбонатов. Легко размываемые, но пластичные породы (соли) вследст­вие их деформируемости не могут образовывать трещины.

По величине раскрытия трещины делят на шесть групп: микро­трещины (капиллярные и субкапиллярные) шириной до 0,05 мм, тонкие - до 1 мм, мелкие - 1-5 мм, средние - 5-20 мм, крупные - 20-100 мм, крупные - свыше 100 мм.

По степени трещиноватости породы делят [5] на пять групп табл. 18.1): монолитные, слаботрещиноватые, трещиноватые, сильно-трещиноватые, дробленые, каждая из которых характеризуется четырьмя показателями: удельной кусковатостью (количеством кусков на 1 м керна), показателем трещиноватости (количество трещин на один оборот бурового снаряда), выходом керна и величиной раскрытия трещин.

Наличие трещиноватости горных пород ведет к ряду осложнений, нижающих эффективность бурения (производительность, качество оп­робования и себестоимость погонного метра), выкрашиванию резцов (уменьшению вследствие этого механической скорости бурения и длины рейса), осыпям, обвалам неустойчивых пород, самозаклиниванию керна колонковой трубе и, наконец, поглощениям промывочной жидкости.

Таблица 24.1

Группа пород по трещиноватости	Степень трещинова­тости горных пород	Удельная кусковатость К, кус/м	Показатель трещиноватости W, тр/об	Выход керна Вк, %	Величина раскрытия трещин , мм
I II III IV V	Монолитные Слаботрещиноватые Сильнотрещиноватые Весьма сильнотрещиноватые (дробленые)	1-5 6-10 11-30 30-50 >50	До 0,5 0,5–1,0 1,0-2,0 2-3 >3	70-100 60-90 50-80 40-70 30-60	- >1 1-5 <5 -