Способы ликвидации обвалов стенок скважины

Первоочередными мероприятиями по ликвидации неустойчивости ствола являются повышения плотности бурового раствора и снижения его водоотдачи. Плотность рекомендуется повышать постепенно, ступенчато с постоянным контролем за состоянием стенок скважин. В раствор необходимо водить ингибиторы, лучшим из которых является хлористый калий. Ионы калия обволакивают глинистые частицы, препятствуя их дальнейшей диспергации. Ингибирующими свойствами обладают также хлористый натрий, алюминокалиевые квасцы, гипс, хлористый кальций, нитрилотриметифосфоновая кислота, кремнийорганическая жидкость, но в меньшей степени.

Если эти мероприятия не дают результата, то используют специальные способы упрочения горных пород. К их числу относятся:

· цементация;

· смолизация;

· битумизация;

· силикатизация;

· электрохимическая обработка пород;

· термообработка;

· замораживание.

Цементация наиболее эффективна в трещиноватых скальных и песчано‑гравилистых породах. Цементный раствор закачивается через трубы с обязательной установкой пакера над зоной цементации для продавливания смеси в трещины под давлением до 20 МПа. Ширина трещин должна быть не менее 0,1 мм, в противном случае цемент отфильтровывается. Необходимо учитывать минерализацию подземных вод и применять соответствующие цементы. Могут быть использованы цементо‑глинистые растворы с добавкой ПАВ. Они обладают большей подвижностью, хотя и несколько меньшей прочностью после схватывания.

При смолизации используются фенолформальдегидные и мочевинформальдегидные смолы с отвердителями, которые также под давлением закачиваются в горную породу. Смолы обладают хорошей адгезией.

Битумизация может быть использована в двух вариантах – горячая и холодная. Горячая битумизация осуществляется так же, как и при ликвидация поглощения бурового раствора. При холодной в качестве бурового раствора используют битумные эмульсии с добавлением глины, цемента. Битум проникает в трещины, поры, стабилизирует породы и образует эластичную тонкую пленку на стенках скважины. Битум устойчив к пластовым водам любого типа и минерализации. Наиболее эффективна битумизация в карбонатных породах там, где в обменном комплексе присутствует кальций.

Силикатизация наиболее эффективна в упрочении песков. При двухслойной силикатизации в породу поочередно нагнетается силикат натрия (Na₂ Si O₃) и раствор хлористого калция (Ca Cl₂). При их взаимодействии образуется гель, скрепляющий породу. При односторонней силикатизации в скважину нагнетается силиказоль, который также переходит в гель. Известны случаи установки силикатных ванн с целью закрепления стенок скважины. Жидкость ванны состоит из силиката натрия до 10 %, КМЦ до 2 %, вводимой с целью снижения водоотдачи до 2-3 см³/30 мин по ВМ‑6, остальное – вода. Выдержка ванны доходит до 3 суток.

Электрохимическое упрочение заключается в том, что через горную породу пропускается постоянный электрический ток в сочетании с применением тампонажных смесей. Под действием эклектического поля происходят электролиз, электроосмос, электрофорез, обменные реакции. В конечном итоге образуются кристаллические малорастворимые агрегаты, связывающие частицы горной породы между собой.

Термическая обработка наиболее эффективна в глинистых породах и возможна только в «сухих» скважинах. В этом случае в зону неустойчивых пород нагнетается воздух с температурой 600‑900^о, или в скважине снижается горючее. В результате термического воздействия порода приобретает свойства кирпича.

При благоприятных условиях возможно замораживания горных пород путем прокачки по скважине охлажденного насыщенного раствора поваренной соли.

Однако все эти мероприятия, как правило, временные. Поэтому после проходки интервалов, склонных к обвалообразованию, опускается техническая колонна обсадных труб.