Прогнозирование и предупреждение нарушений устойчивости стенок при бурении в осложненных условиях

• Автор: Орман, Леонид Мотельевич
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Баку
• Количество страниц: 148 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК СКВАЖИН . .

1.1. Современные представления о напряженном состоянии массива горных пород

1.2. Анализ основных направлений и методов исследования проблемы с целью обоснования постановки
П. ВОПРОСЫ ДИАГНОСТИКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОРОД В ПРИСТВОЛЬНОЙ ЗОНЕ И УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН.
2.1. Условие предельного напряженного состояния и оценка устойчивости глинистых пород на стенках скважины

2.2. Исследование деформации стенок скважин в условиях их взаимовлияния .

2.3. О динамических проявлениях горного давления при бурении скважин на площадях Азербайджана. .

2.4. Оценка напряженного состояния массива по деформационным свойствам пород.

2.5. Исследование влияния напряженного состояния

пород на формирование керна.
Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА РАЗУПРОЧНЕНИЯ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ .
Стр.
3.1. Исследование особенностей деформирования глинистых пород в среде ингибированных буровых растворов .
3.2. Усовершенствование методики выбора буровых растворов по кривым ползучести
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния напряженного состояния, обусловленного горно-технологическими факторами, на деформацию стенок скважин, рассмотрены вопросы определения напряжений по свойствам пород с целью прогнозирования неустойчивых интервалов и возможности управления горным давлением. Третья глава посвящена исследованию механизма разупрочнения глинистых пород с целью прогнозирования оптимальных составов буровых растворов. Приведены результаты экспериментальных исследований деформации образцов пород в контакте с жидкостью при различных напряженных состояниях. Основная концепция современной механики горных пород // СОСТОИТ Б том, что напряженное состояние земной коры в целом и верхней ее части, непосредственно являющейся объектом рассмотрения механики горных пород, в общем случае определяется действием в земной коре двух независимых силовых полей. Одно из них - гравитационное поле - обусловлено действием закона всемирного тяготения Ньютона. Другое - тектоническое поле - обусловлено неравномерным распределением в пространстве скорости тектонических движений и скорости деформаций земной коры, т. Если напряженное состояние пород обусловлено только гравитационными силами, т. Пуассона. Гипотеза о гидростатическом распределении напряжений, впервые высказанная швейцарским геологом А. Геймом, является частным случаем гипотезы А. Н.Динника, выражаемой формулами к I ) и ( 2 ) и может иметь место при пластическом состоянии горных пород. Тектоническое силовое поле отличается от гравитационного значительно большей сложностью. Градиент тектонических движений обусловливает появление горизонтальных тектонических сил, которые в сейсмологии и геотектонике оценивают по максимальным касательным напряжениям. Интерес представляет составленная М. Б.Гзовским // схема районирования территории СССР по абсолютной величине верхнего предела максимальных касательных напряжений в земной коре, приведенная на рис. Схема районирования территории СССР по абсолютной величине верхнего предела максимальных касательных напряжений в земной коре шо М. Рис. У - типы областей с различны:/! Как видно из схемы, Азербайджан относится именно к четвертому типу областей, выделенных М. В.Гзовским, однако до сих пор при расчетах устойчивости стенок глубоких нефтяных и газовых скважин тектонические силы не учитываются. Обоснованные данные о наличии тектонического силового поля, наряду с гравитационными, появились в х годах, когда в практике горных пород столкнулись с такими примерами поведения горных пород вокруг выработок, которые не поддавались объяснению существующими представлениями о напряженности пород под действием сил гравитации /,/. Проведенные измерения в различных точках земного шара в породах кристаллического фундамента и в складчатых толщах в интервале глубин от нескольких десятков метров до метров зафиксировали наличие в массивах горизонтальных сжимающих напряжений,значительно (иногда в десятки раз) превышающих гравитационные //. Поля тектонических напряжений гораздо менее однородны, чем гравитационные и характеризуются вертикальным градиентом тектонических сил (7 6у, выражающим зависимость максимального главного горизонтального сжимающего напряжения от глубины. Считалось, что тектонические напряжения возрастают с глубиной прямолинейно, т. V §4 имеет достаточно стабильное значение, однако последующий анализ показал, что закономерности изменения У€>т более сложны и подлежат детальному изучению //. Наибольшие глубины, на которых получены экспериментальные данные о напряжениях, позволяющие судить о величине градиента , составляют - м. Распределение тектонических напряжений в упругом изотропном массиве рассматривается аналогично распределению гравитационных напряжений. В данном случае в качестве активной принимается горизонтальная тектоническая сила Рт , азиглут направления которой ОС известен. Как видно из рисунка 1. Поскольку в вертикальном направлении в отличие от горизонтального существует возможность перемещения пород в сторону земной поверхности, значения X близки к нулю или равны нулю. Однако с учетом нарушений условий равновесия, например, за счет современных движений земной коры и упругого последействия пород возможны условия, при которых X будет больше нуля.