Трудность разбуривания хемогенных пород

Трудность разбуривания хемогенных пород (соленосных отложений) предопределяется их высокой растворимостью в воде и склонностью к пластическому течению. Исходными данными для принятия решений по разработке мер предупреждения осложнений, связанных с нарушением устойчивости соляных пород являются: глубина их залегания, мощность толщи хемогенных пород, минералогический состав, пластовая и критическая температура (критической называется температура при которой соли теряют свою прочность, а устойчивость стенок скважины сохраняется за счет уравновешивания геостатического давления гидростатическим), а также геостатическое давление вышележащих пород.

Критические температуры некоторых солей:

• галит (ρ=2130-2150 кг/м3) 200 °С
• сильвин (ρ= 1980 кг/м3) 150 °С
• бишофит (ρ= 1500 кг/м3) 110 °С
• кизерит (ρ=2570 кг/м3) 45 °С

Выбор типа бурового раствора для предупреждения нарушений устойчивости основывается на учете минералогического состава соляносной толщи и ее забойной температуры (см.табл.17.2)

Определение плотности бурового раствора, как на стадии проектирования, так и в процессе бурения скважины в целях корректировки производят расчетным путем. При бурении пластов чистых солей, без упрочняющих твердых пропластков - доломитов, известняков, мергелей и т.п., плотность бурового раствора, обеспечивающая устойчивость ствола скважины в процессе углубления, определяется из следующих формул:

для галитов и гипсов

ρ_б.р=1+0,008(t- 10);

для бишофитов, калийных солей, а также при наличии в солях высоковлажных (монтмориллонитовых) глин

ρ_б.р=1,23+0,008(1 -10);

при наличии в пластах солей линз с рапой

где μ - коэффициент Пуассона, для солей изменяется от 0,42 до 0,45.

Глубину залегания пород Z_кр в скважине, при которой возникает пластическое течение горных пород приствольной зоны, радиус пластической зоны r_пл и минимально допустимый удельный вес жидкости у можно определить по формулам

Z_кр=σ_s/[√3 (γ_п - γ)]; γ=γ_п- (17.33)
σ_s/(Z_скв·√3)
r_пл=r₀√√3(γ_п-γ)Z_скв/σ_s

где σ_s - предел текучести при вдавливании; σ_s - удельный вес горных пород; r₀ - радиус скважины.

Таблица 17.2 Рекомендуемые буровые растворы, для разбуривания хемогенных пород

Тип бурового раствора	Температурный предел устойчивости, ºС	Солевой состав
Соленасыщенный, стабилизированный	100-130	Однородная толща галита.
Соленасыщенный стабилизированный (крахмал, КМЦ, ССБ, полиакрилаты)	130-180	То же
Эмульсионный буровой раствор не обработанный защитными реагентами	100	То же
Эмульсионный буровой раствор обработанный повышенным количеством защитных реагентов	130	Галит с прослоями терригенных пород.
Эмульсионный буровой раствор, обработанный защитными реагентами и природными смолами	200	Галит с прослоями бишофита и терригенных пород
Гидрогельмагниевый	130	Галит с прослоями бишофита и карналлита.
Гидрофобная эмульсия	150	Галит с прослоями бишофи-та.
Известково-битумный	220	Однородная толща галита; толща галита с прослоями калийно-магниевых солей, терригенных пород, а также линз с папой
Инвертный эмульсионный	150	Галит с прослоями калийно-магниевых солей терригенных пород.
Инвертный эмульсионный, насыщенный бишофитом	70	Галит с прослоями бишофита.