Материал: Прихваты колонн при бурении скважин

оно меньше, в точках А и К равно давлению в скважине. Поэто­ му целесообразно определить средневзвешенный по толщине кор­

где ф— текущий угол; Ар (р) — разность менаду гидростатическим

к одной переменной ф, необходимо р выразить в полярных коор­

16

Результаты расчетов показывают (табл. 6), что коэффици­ ент а уменьшается с увеличением глубины внедрения трубы в кор­ ку, а при одинаковой глубине внедрения он тем больше, чем боль­ ше отношение наружного диаметра труб к диаметру скважины (djDcitb).

Таким образом, на трубы, внедрившиеся в фильтрационную корку, действует не полная величина перепада давления между скважиной и пластом, а некоторая его часть, определяемая коэф­ фициентом средневзвешенности а, значения которого для распро­ страненных сочетаний DCKB и d находятся в пределах 0,586— 0,653. Согласно [28], коэффициент перепада гидродинамического давления через фильтрационную корку, являющийся функцией времени, проницаемости корки и пласта, свойств бурового раство­ ра и флюида пласта, для реальных условий скважины составляет 0,62—0,75.

Изменение силы прихвата во времени, как показали результа­ ты многочисленных исследований [24], имеет параболический ха­ рактер, причем наибольшая интенсивность прихватообразования характерна для первых минут контакта. В связи с этим наиболее результативны мероприятия для предупреждения прихватов имен­ но в этот период. На возникновение прихватов существенно влия­ ет время формирования фильтрационной корки, а также перепад давления, при котором происходит этот процесс. Как правило, при увеличении времени формирования корки снижается опасность прихватообразования вследствие уменьшения проницаемости кор­ ки и снижения ее пьезопроводности.

Как показали исследования [24], процесс возникновения и раз­ вития прихвата зависит от увеличения температуры среды. Так, рост температуры от 20 до 80 и от 20 до 140°С приводит к увели­ чению силы прихвата соответственно на 22 и 45% по сравнению с первоначальной. Вывод о возрастании силы прихвата с повыше­ нием температуры, сделанный автором [24], был подтвержден

17

стыо 7,5Х10-14 м2 формировалась фильтрационная корка в тече­ ние 60 мин при перепаде давления 1,5 Па, после чего проводили прихват модели трубы при этом же перепаде давления; модель контактировала с коркой в течение 5, 10* 30, 60 и 180 мин. Реги­ стрировали глубину внедрения трубы в корку с помощью индика­ тора часового типа с ценой деления 10~5 м, силу страгивания (прихвата) модели трубы — динамометром с ценой деления 2 Н, толщину корки — глубиномером с ценой деления 10-4 м, влаж­ ность корки в зоне контакта с трубой и в ненарушенной части — методом высушивания с точностью до 0,1%.

В табл. 7 приведена характеристика буровых растворов, кото­ рые были использованы при проведении экспериментов. Для всех этих растворов выявлена закономерность, заключающаяся в том, что после контакта трубы с коркой влажность последней снижа­ ется в контактной зоне и увеличиваются силы страгивания (рис. 4). Вероятно, при возникновении прихвата в зоне контакта отток жидкой фазы в пласт преобладает над притоком ее в кон-

19

тактн-ую зону. В результате уплотнения корки снижается ее про­ ницаемость и растет сила страгивания (прихвата).

Как показали исследования, на процесс прихватообразования существенно влияет вязкость жидкости в зоне контакта.

Для проведения исследований фильтрационная корка форми­ ровалась из бурового раствора, после чего к ней подводили мо-

КМЦ-600). Наивысший темп роста силы страгивания оказался по­

тактную зону вследствие повышенной вязкости раствора КМЦ и компрессии среды в зоне прихвата.

Некоторые результаты по определению удельных сил страги­

20