ГИДРАВЛИКА КОЛЬЦЕВОГО ПОТОКА

 

При бурении через определенные пласты следует учитывать влияние режима коль­цевого потока. Это предупредит эрозию ствола и его последующее обрушивание. Анализ условий сдвига может служить хорошим руководством в вопросе о возможном расшире­нии ствола и его вероятных причинах.

МЕХАНИЗМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ СТВОЛА

 

Рисунок 1-11 Механизмы механической неустойчи­вости ствола.

Механическую неустойчи­вость ствола можно разделить на два механизма: разру­шение при сжатии (раздав/звание) и разруше­ние при растяжении (разрыв). (Рис. 1-11) Разрушение при сжатии на­блюдается, когда напряжения в горной породе превы­шают ее прочность или предел текучести пластических материалов. Разру­шение при сжа­тии может быть причиной разрушения стенок скважины. Это показано на при­мере избы­точного осыпания сте­нок скважины при бурении. Это может приводить к расширению, заваливанию и сужению ствола. Раздавливание может также сни­зить размер ствола сква­жины из-за оползания пласта в дуктильных или пластических породах (на­пример, некото­рые сланцы и соль). Решить проблемы, возникающие в стволе из-за разрушения при сжа­тии, можно утяжелением бурового раствора. Утяжеленный буровой раствор снижает кри­тические «тангенциальные» нагрузки в стволе скважины.

Разрушение при растяжении требует снижения плотности бурового раствора и/или снижения эквивалентной плотности циркуляции (например, снижения расхода жид­кости).

Разрушение при растяжении возникает при разрыве породы. В некоторых пластах разрушение при растяжении может приводить к выносу и прихвату под действием пере­пада давлений. Такой ствол остается Разрушение при сжатии требует дополнительного утяжеления бурового раствора сравнительно неповрежденным и не осыпается.

 

Раздавливание и разрыв могут иметь место в одном и том же участке скважины, не закрепленной обсадными трубами, в частности когда -в искривленных скважинах при од­ной и той же плотности бурового раствора проявляются разные литологии

 

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ И НАПРЯЖЕНИЯ

 

На рис. 1-12 отражен традиционный взгляд на устойчивость бурового ствола, при этом градиент давления гидроразрыва пласта для горизонтального участка принимается постоянным. Предлагаемое решение более сложно.

 

 

Рисунок 1-12 Совмещенный график давлений.

 

Чтобы показать сравнительную устойчивость разных буровых скважин, сущест­вуют простые уравнения для расчета напряжений вокруг скважины. Они отражают влия­ние искривления скважины, ориентации, а также пластового давления на неустойчивость ствола.

Эти уравнения составлены на основе линейной теории упругости» напряжений во­круг скважины. Эти решения не количественные них не следует применять для расчета утяжеления бурового раствора. «Большинство пород перед тем, как разрушиться, прояв­ляют некоторую пластическую деформацию. Следовательно, решения на основе линейной теории упругости имею/т) тенденцию преуменьшать прочность пород.»

Действующие на земле вращение и концентрация этих «дальних полевых напряже­ний» порождают напряжения вокруг скважины. Такие дальние полевые напряжения дейст­вуют в трех измерениях, т.е. имеются два горизонтальных и одно вертикальное напряже­ние. Движения плит вызывают горизонтальные напряжения. Осадочные породы (или на­носы) вызывают вертикальное напряжение.

Максимальное вертикальное напряжение направлено вертикально в геологически спокойных или пассивных осадочных синклиналях (например. Северное море) из-за нано­сов. В геологически активных регионах это максимальное напряжение может быть на­правлено горизонтально (например, Папул Новая Гвинея). Хотя ряд месторождений в Ве­ликобритании геологически пассивен, максимальное напряжение там также горизонталь­ное. В основном это касается углесодержащих геотермалей.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: