Накопленный опыт бурения позволяет выделить основные виды нару­шений целостности стенок скважины и классифицировать их по видам

Обвалы (осыпи) происходят при прохождении уплотненных глин, ар­гиллитов или глинистых сланцев. В результате увлажнения промывочной жидкостью или ее фильтратом снижается предел прочности уплотненной глины, аргиллита или глинистого сланца, что ведет к их обрушению (осы­пям). Кроме того, проникновение свободной воды, которая содержится в больших количествах в растворах, в пласты, сложенные уплотненными глинами, аргиллитами или глинистыми сланцами, приводит к их набуха­нию, выпучиванию в ствол скважины и в конечном счете к обрушению (осыпанию).  Небольшие  осыпи  могут  происходить  из-за  механического

воздействия бурильного инструмента на стенки скважины. Обвалы (осыпи) могут произойти также в результате действия тектонических сил, обуслов­ливающих сжатие пород. Величина горного давления при этом значительно превышает давление со стороны столба промывочной жидкости. Характер­ными признаками обвалов (осыпей) является: резкое повышение давления на выкиде буровых насосов, обильный вынос кусков породы, интенсивное кавернообразование и недохождение бурильной колонны до забоя без промывки и проработки, затяжки и посадки бурильной колонны; иногда — выделение газа. Интенсивное кавернообразование существенно затрудняет вынос выбуренной породы на дневную поверхность, так как уменьшается скорость восходящего потока и его подъемная сила, возрастает аварий­ность с бурильными трубами, особенно при роторном бурении. Из-за опас­ности поломки бурильных труб приходится уменьшать нагрузку на долото, а это ведет к снижению скорости бурения.

Основными мерами предупреждения и ликвидации обвалов (осыпей) являются:

1) бурение в зоне возможных обвалов (осыпей) с промывкой химиче­
ски обработанным буровым раствором, имеющим минимальную водоотдачу
и по возможности высокую плотность;

2)     правильная организация работ, обеспечивающая высокие скорости
бурения;

3)     выполнение следующих рекомендаций:

а)  бурить скважины по возможности меньшего диаметра;

б) бурить от башмака (нижней части) предыдущей колонны до башма­
ка последующей колонны долотами одного размера;

в)  поддерживать скорость восходящего потока в затрубном простран­
стве не менее 1,5 м/с;

г)  подавать бурильную колонну на забой плавно, без рывков;

д) избегать значительных колебаний плотности бурового раствора;

е)  перед подъемом бурильной колонны утяжелять раствор, доводя его
плотность до необходимой, если в процессе бурения произошло ее сни­
жение;

ж)  не допускать длительного пребывания бурильной колонны без дви­
жения.

Набухание происходит при прохождении глин, уплотненных глин, в

отдельных случаях аргиллитов (при значительном содержании минералов типа монтмориллонита). В результате действия промывочной жидкости и ее фильтрата глина, уплотненная глина и аргиллиты набухают, сужая ствол скважины. Это приводит к затяжкам, посадкам, недохождениям до забоя и часто к прихватам бурильного инструмента.

Основными мерами предупреждения и ликвидации набухания явля­ются:

1) бурение в зоне возможных сужений с промывкой утяжеленными
растворами, в фильтрате которых содержатся химические вещества, спо­
собствующие увеличению предельного напряжения сдвига и уменьшению
структурно-адсорбционных деформаций;

2)      правильная организация работ, обеспечивающая высокие скорости
бурения;

3)      после приготовления бурового раствора, отвечающего требованиям,
указанным в п.  1, следует заполнить им скважину и выждать некоторое
время,  необходимое для протекания физико-химических процессов.  Это
нужно делать потому, что процесс бурения связан с резкими колебаниями
давления при спускоподъемных операциях;

4)      выполнение рекомендаций б, в, г, д, е и ж, перечисленных выше,
как меры предупреждения и ликвидации обвалов (осыпей).

Ползучесть — этот вид осложнения происходит при прохождении вы­сокопластичных пород (глин, глинистых сланцев, песчанистых глин, аргил­литов, ангидрита или соляных пород), склонных под действием возникаю­щих напряжений деформироваться со временем, т.е. ползти и выпучивать­ся в ствол скважины. В результате недостаточного противодавления на пласт глина, песчаные глины, ангидриты, глинистые сланцы или соляные породы ползут, заполняя ствол скважины. При этом кровля и подошва пла­ста (горизонта) — глины, глинистых сланцев или соляных пород — сложе­ны устойчивыми породами, не склонными к ползучести. Осложнение мо­жет происходить и вследствие того, что кровля и подошва пласта (горизон­та) глины или аргиллита ползет, выдавливая последние в скважину. При этом кровля и подошва пласта (горизонта) глины, глинистых сланцев или аргиллита сложены породами (например, соляными), склонными к ползуче­сти. Явление ползучести особенно проявляется с ростом глубины бурения и с увеличением температуры пород. Характерными признаками ползуче­сти являются затяжки, посадки бурильной колонны, недохождение буриль­ной колонны до забоя; иногда прихват и смятие бурильной или обсадной колонны.

Основными мерами предупреждения и ликвидации ползучести явля­ются:

1) разбуривание отложений, представленных породами, склонными к
ползучести, с промывкой утяжеленными буровыми растворами;

2)      правильная организация работ, обеспечивающая высокие скорости
бурения;

3)      использование при бурении вертикальных скважин такой компо­
новки бурильной колонны, при которой искривление скважин не допуска­
ется;

4)      при цементировании обсадных колонн подъем цементного раствора
в затрубном пространстве производить на 50—100 м выше отложений, ко­
торые представлены породами, склонными к ползучести.

Желобообразование может происходить при прохождении любых по-

род, кроме очень крепких. Основные причины желобообразования — большие углы перегиба ствола скважины, большая масса единицы длины бурильной колонны, большая площадь контакта бурильных труб с горной породой. Особенно часто желоба вырабатываются при проводке искрив­ленных и наклонно направленных скважин. Характерные признаки обра­зования в скважине желоба — проработки, посадки, затяжки, прихваты, а также заклинивание бурильных и обсадных труб. Опыт бурения показал, что желобообразование происходит не сразу, а постепенно с ростом числа рейсов бурильного инструмента. Установлено, что образование желобов при использовании утяжеленного бурового раствора характеризуется меньшей интенсивностью, чем в процессе применения необработанного глинистого раствора. В условиях желобообразования опасность заклинива­ния возрастает, если диаметр бурильных труб превышает ширину желоба в 1,14-1,2 ðàçà.

Основными мерами предупреждения и ликвидации желобообразова­ния являются:

1) использование при бурении вертикальных скважин такой компо­
новки бурильной колонны, при которой искривление скважин сводится к
минимуму. Недопущение различных азимутальных изменений;

2)       стремление к максимальной проходке на долото; там, где целесооб­
разно, переход на бурение алмазными долотами;

3)       использование предохранительных резиновых колец;

4)       при прохождении уплотненных глин, аргиллитов, глинистых сланцев
в целях предупреждения желобообразования, которое может предшество­
вать обвалам (осыпям), соблюдение всех рекомендаций, перечисленных как
меры предупреждения обвалов (осыпей);

5)       при бурении наклонно направленных скважин для предупреждения
заклинивания труб в желобах стремление к тому, чтобы отношение наруж­
ного диаметра спускаемых труб к диаметру желоба было не менее 1,35 —
1,40.

Растворение происходит при прохождении соляных пород. Соляные породы, слагающие стенки скважины, растворяются под действием потока жидкости. Характерным признаком растворения соляных пород является интенсивное кавернообразование, а в особо тяжелых случаях — потеря ствола скважины.

Устойчивость (по отношению к растворению) стенок скважины, сло­женных однородными соляными породами, независимо от скорости восхо­дящего потока может быть достигнута лишь при условии полного насыще­ния промывочной жидкости солью (соль, содержащаяся в растворе, должна быть такой же, как соль, из которой сложены стенки скважины). При не­большой мощности неоднородных солей основной мерой предупреждения их растворения является максимальное форсирование режима бурения с последующим спуском колонны и ее цементированием. При большой мощности неоднородных солей наиболее надежное средство предотвраще­ния их интенсивного растворения — бурение с применением безвод­ных промывочных жидкостей. Хорошие результаты дает использование солестойких буровых растворов и растворов, приготовленных из палыгор-скита.

Потеря устойчивости горных пород вызывает увеличение диаметра ствола против его номинального диаметра, соответствующего диаметру до­лота. Наличие интервалов с увеличенным диаметром ствола можно опреде-

лить по кавернограмме, которую получают с помощью специального при­бора — каверномера.

Кавернозность стволов скважин, как правило, увеличивается во вре­мени.

Критерием величины осыпания пород служит коэффициент каверно-образования

К = Vô/Vò,

где Уф — фактический объем ствола скважины в интервале осыпи пород, м3; VT — теоретический объем ствола в этом же интервале.

Во второй половине 50-х годов XX в. Ю.В. Вадецкий предложил ис­пользовать многократную кавернометрию для оценки устойчивости горных пород. С тех пор этот способ широко применяют в практике бурения скважин на нефть и газ. Многократная кавернометрия позволяет судить о состоянии ствола скважины в процессе бурения, определять эффектив­ность используемых методов для предотвращения осложнений, разрабаты­вать мероприятия по предотвращению осложнений, связанных с наруше­ниями целостности стенок скважин.