Раскрытие трещин

На величину раскрытия трещин влияет ряд факторов, главным из которых является давление промывочной жидкости. При превышении давления выше некоторого критического значения в породах с невысокой прочностью раскрытие микротрещин увеличивается до размеров, при которых наблюдается значительная проницаемость породы. Такие явления носят название гидроразрыва пласта. Они характерны, например, для глинистых пород с кливажной и тектонической трещиноватостью. Тонкие трещины под воздействием давления промывочной жидкости увеличивают свои размеры.

При повышении давления жидкости скорость ее циркуляции в трещинах возрастает, что ведет к размыванию стенок трещины. Особенно интенсивно они размываются при наличии трещин незначительной длины, заканчивающихся кавернами или более крупными трещинами (трещины отдельности или дизъюнктивные нарушения), а также при наличии в них абразивного шлама. Такие жидкости способны размывать трещины даже в прочных породах.

С уменьшением давления снижается скорость циркуляции жидкости в трещинах и возможно обратное явление - адсорбция твердой фазы промывочной жидкости на стенках трещин и постепенное ее заиливание.

Известно, что "гидрофобная" (слабогидрофильная) твердая фаза взаимодействует между собой и с поверхностью твердого тела более активно, чем гидрофильная твердая фаза.

Следовательно, промывочные жидкости с гидрофобной (инертной) твердой фазой и высокой водоотдачей обладают высокими адсорбирующими способностями (для кольматации трещин с раскрытием 0,1 мм и менее). Для кольматации трещин с малым раскрытием рекомендуют обычно глинистые растворы с высокой вязкостью и малой водоотдачей. Однако к этим рекомендациям нужно относиться весьма осторожно. Дело в том, что для повышения вязкости повышают концентрацию глины, что ведет к повышению плотности раствора и давлению промывочной жидкости в скважине и трещине. Кроме того, продавливание вязкой жидкости требует значительно большего давления, чем маловязкой. В целом, повышение давления в скважине достигает значения, при котором в микротрещиноватых горных породах с невысокой прочностью возможен гидроразрыв.

На повышение раскрытия трещин влияют и параметры технологического режима бурения, осевая нагрузка и частоты вращения. С увеличением осевой нагрузки увеличивается сила распора сжатой части колонны, что при вращении снаряда создает значительные радиальные нагрузки на стенки скважин, особенно при вибрации снаряда. Вибрационные радиальные нагрузки способствуют усталостному разрушению горной породы и углублению трещин. При увеличении частоты вращения снаряда повышается биение бурильной колонны, способствующее усталостному разрушению пород невысокой прочности.

Поиск по сайту: