Гідророзрив пласта
 |
При суттєвому збільшенні тиску у свердловині може статися гідравлічний розрив пласта або розкриття існуючих раніше тріщин, що спричинить поглинання пластом промивної рідини. Зовнішньо в процесі буріння гідророзрив пласта проявляється як різке збільшення поглинання рідини свердловиною при перевищенні певного тиску. На рис. 8.4 показано характерний графік залежності зміни тиску в свердловині при виконанні експериментального розриву пласта нагнітанням в свердловину рідини з постійною витратою.
Спочатку тиск монотонно зростає до певної величини Kкр, а потім зменшується і надалі залишається постійним (цей тиск називають тиском нагнітання pП . Скачок тиску Dp= pкр- pн зумовлений утворенням початкової тріщини. Промислові ж дослідження показують, що у більшості випадків цього скачка немає. Це можна пояснити так: при гідророзриві в промислових умовах відбувається в основному розкриття природних тріщин і порушень суцільності масиву гірських порід.
У випадку гідророзриву на стінках свердловини повинні бути розтягуючі напруження. Основний фактор, що протидіє гідророзриву – гірський тиск.
При пружному розподілі напружень довкола свердловини розтягуючими можуть бути лише тангенціальні напруження .
При 
з виразу (64) випливає, що
, (8.18)
де рс – тиск у свердловині на розглядуваній глибині.
Звідси випливає, що умові sq>0 відповідає умова
. (8.19)
Для більшості осадових гірських порід коефіцієнт Пуассона m=0,1 ¸ 0,3 , чому відповідають значення коефіцієнта бокового розпору l=0,11 ¸ 0,43.
Підставляючи ці значення у вираз (71), отримаємо
.
В нормальних умовах пластовий тиск
.
Нагнітання рідини в пласт можливе при pC >p .Звідси
.
Таким чином, логічним є припущення про виникнення або розкриття вертикальних тріщин в гірських породах. Таке пояснення гідророзриву висовувалося Скоттом, Вірденом, Говардом та ін.
Християнович С.А. висунув іншу гіпотезу. В результаті пластичних деформацій найменш міцних порід (як правило, глинистих) може статися розвантаження гірського тиску довкола свердловини. Тоді при тисках менших за гірський можливе розкриття і горизонтальних тріщин.
Важливою характеристикою порід є критичний тиск гідророзриву ркр. Оскільки визначити його аналітично не можна, то значення ркр визначають експериментально.
Коливання температури і гідродинамічного тиску в свердловині є причиною зменшення критичного тиску гідророзриву. В зв’язку з цим повинно розглядатися питання про тривалу міцність стінок свердловини.
Дата добавления: 2015-03-20; просмотров: 644;