ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕНОК СКВАЖИН, СЛОЖЕННЫХ ГЛИНИСТЫМИ ПОРОДАМИ

  Главная        Учебники - Техника         Технологические свойства буровых растворов (Михеев В. Л)

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 

§ 2. ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕНОК СКВАЖИН, СЛОЖЕННЫХ ГЛИНИСТЫМИ ПОРОДАМИ

Многие исследователи полагают, что причиной нарушения устойчивости пород на стенках скважины являются напряжения, возникающие в результате вскрытия их скважиной. Напряженное состояние при этом возникает в результате снятия равномерного всестороннего сжатия породы скважиной, давление бурового

раствора в которой значительно ниже горного давления в породе. В результате этого возникает перепад напряжения между боковым давлением горных пород и гидростатическим в скважине. Действие вертикального и бокового давлений в породе на стенках скважины вызывает выпучивание глин, сужение ствола, заканчивающееся кавернообразованием.

Одним из характерных примеров проявления горного давления являются обвалы и осыпи при бурении скважин с продувкой воздухом. При этом резко снижается противодавление на стенки скважины, вызывая обвалы и осыпи. Однако большинство горных пород имеет достаточно высокую прочность и долгое время сохраняет стенки скважины. Д. Тейлор отмечает, что даже глинистые сланцы, залегающие на больших глубинах, в сухом состоянии обладают прочностью, близкой к скальным породам. При контакте пород с водной фазой буровых растворов и увлажнении значительно уменьшается их прочность и теряется устойчивость. При бурении скважины в большинстве случаев (за исключением продувки воздухом) промываются буровыми растворами на водной или углеводородной основе, поэтому не исключено взаимодействие глин с водной фазой буровых растворов и их увлажнение. Действие бокового давления горных пород следует рассматривать в общей взаимосвязи с действием промывочной среды: по мере увлажнения глин, повышения их пластичности и понижения прочности сильнее проявляется горное давление и быстрее осложняется ствол скважины.

Интенсивность проявления действия горного давления обычно сопровождается развитием ползучести глинистых пород. Ползучесть пород обычно выражается в нарастании деформаций во времени при постоянном внешнем (горном) давлении или в непрерывном спаде напряжений при постоянной деформации — релаксации напряжений [3, 7, 50].

На развитие ползучести глин существенно влияют температура и увлажнение. Многие глинистые породы при увлажнении могут перейти в текучее состояние при напряжениях, значительно меньших их предела текучести. Причиной текучести глин под действием горного давления чаще всего является их взаимодействие с водной средой бурового раствора.

В настоящее время имеется много экспериментальных и теоретических работ, посвященных изучению влияния горного давления на сужение ствола, кавернообразование, возникновение обвалов, осыпи стенок скважин и т. д. [11, 27, 31, 50, 86].