Содержание к диссертации
Введение
Глава І. Существующие представления о механизме и причинах желобообразования 8
1.1 Термины и определения 8
1.2 Существующие представления о механизме и причинах желобообразования 14
1.3 Анализ существующих методик прогнозирования образования желобных выработок 18
1.4 Анализ существующих исследований по созданию энергосберегающего профиля 33
1.5 Выводы 47
Глава ІІ. Методика расчета поперечной нагрузки, действующей на бурильную колонну при проводке направленных скважин 50
2.1 Методика расчета поперечной нагрузки, действующей на бурильную колонну, при проводке направленных скважин 50
2.2 Результаты расчета поперечной нагрузки, действующей на бурильную колонну в скважине 54
2.3 Выводы 65
Глава III. Методика расчета глубины желобной выработки, образующейся на стенке ствола скважины 67
3.1 Методика расчета глубины желобной выработки, образующейся на стенке стволаскважины 67
3.2 Результаты расчета глубины желобной выработки 72
3.3 Выводы 90
Глава ІV. Исследование и разработка энергосберегающего профиля при бурении наклонных скважин с большими отходами 92
4.1 Моделирование бурения направленных скважин по энергосберегающему профилю 92
4.2 Результаты расчета профиля 94
4.3 Выводы 101
Основные выводы, результаты и рекомендации І 103
Список литературы 104
Приложения 109
- Существующие представления о механизме и причинах желобообразования
- Методика расчета поперечной нагрузки, действующей на бурильную колонну, при проводке направленных скважин
- Методика расчета глубины желобной выработки, образующейся на стенке стволаскважины
- Моделирование бурения направленных скважин по энергосберегающему профилю
Введение к работе
При бурении опорных, параметрических, поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин встречаются осложнения и аварии, связанные с образованием желобных выработок. Данный процесс в исключительных случаях не позволяет довести бурение до проекта и приводит к необходимости ликвидации скважины.
При изучении данной темы проанализированы результаты бурения направленных скважин в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, рассмотрен опыт решения задач в других регионах РФ, описанный в технической литературе.
Актуальность темы.
Исследования, проведенные в Ухтинском государственном техническом университете, Укргипрониинефти, АзИНМаше, ВНИИ буровой техники, Севернипигазе, КазНИГРИ и других позволили создать методики по прогнозированию образования желобных выработок в зависимости от различных геологических и технологических факторов и использовать их для проектирования конструкций, профилей и технологии бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, а так же для разработки технико-технологических решений по профилактике и ликвидации осложнений. Однако, эти исследования, основанные в основном на эмпирических зависимостях, требуют своего развития с учетом теоретического прогноза других факторов: закономерностей распределения интенсивности поперечных сил, энергозатрат и микроискривлений скважины.
Определяющим фактором в направленном бурении условно-вертикальных, наклоннонаправленных и горизонтальных скважин является обоснованный выбор траектории скважины. Рациональный профиль позволяет сократить до минимума работу с отклонителем на возможно меньшей глубине, энергоемкость процесса бурения, обеспечивает необходимое смещение забоя и допустимую интенсивность искривления.
5 Следовательно, параметры профиля направленной скважины необходимо обосновать еще на стадии предпроектных работ и выбирать такими, чтобы при минимальных затратах времени, энергии и средств обеспечить доведение ее до проекта без осложнений и аварий и обеспечить ее эксплуатационную надежность.
Цель работы.
Развитие исследований и методик проектирования траекторий направленных скважин с учетом взаимодействия бурильной колонны со стенками скважины на примере месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции с оптимизацией профилей направленных скважин по критериям минимальной интенсивности желобообразования и энергозатрат.
Основные задачи работы.
Совершенствование методов определения величины интенсивности поперечных сил, действующих на бурильную колонну в направленных скважинах, учитывающих вид траектории скважины и интенсивность ее искривления.
Развитие методики расчета глубины желобной выработки, образующейся на стенке ствола скважины при бурении с учетом интенсивности искривления траектории скважины и кавернообразования.
Разработка алгоритма создания энергосберегающего профиля.
Методы исследований. Перечисленные задачи решались путем анализа и обобщения литературных и промысловых данных, создания рабочих моделей проведения теоретических исследований с использованием теории гибких стержней, дифференциальной и сферической геометрии, численных методов математического моделирования и оригинальных компьютерных программ.
Научная новизна диссертационной работы.
Установлена в пространстве закономерность распределения интенсивности поперечной силы, возникающей при взаимодействии бурильной колонны со стенками искривленного ствола скважины.
Установлена теоретическая зависимость глубины образования желобной выработки от радиуса искривления скважины, закономерности распределения поперечной силы, компоновки и длины бурильной колонны, размеров замка, напряжения сдвига горной породы и количества спуско-подъемных операций.
Установлены аналитически и экспериментально зависимости состветствия максимальных всплесков поперечных сил и глубины образования желоба интервалам максимального уширения ствола, зафиксированных по данным профилеметрии.
Установлено, что рациональным профилем, исходя из критерия минимума энергозатрат при вращении бурильной колонны, является трехинтервальный профиль направленных скважин с прямолинейно-наклонным участком и участком набора угла радиусом 400 и более метров.
Защищаемые положения.
Математическая модель изогнутой оси бурильной колонны во взаимодействии со стенками скважины, позволяющая прогнозировать зависимости распределения поперечной нагрузки, действующей на колонну в скважине, от вида траектории скважины и параметров компоновки бурильной колонны.
Аналитическая модель желобообразования, позволяющая прогнозировать участки наиболее интенсивного желобообразования и качественно величину желобной выработки, дающая характер распределения желобов вдоль ствола скважины.
Аналитическая модель энергосберегающего профиля, дающая возможность выбора рационального варианта профиля при проводке
7 направленных скважин с позиции минимизации желобообразования и энергозатрат.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Разработана комплексная методика прогнозирования наиболее вероятных участков желобообразования до начала бурения скважины. Это делает возможным проектирование конструкций и технологического комплекса проводки направленных скважин исходя из критерия ограничения желобообразования и энергозатрат на деформацию бурильной колонны.
Проанализированы критические состояния по возникновению желобов на Турчаниновской, Кырта-Ельской, Пашнинской, Сотчемьюской площадях Тимано-Печорской профинции и в параметрической скважине 700 Ярега.
Разработано руководство по предупреждению образования желобных выработок (стандарт предприятия), которое принято ООО «Севергазпром» к применению.
Проведена апробация методики при дипломном проектировании по специальности 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин».
Работа выполнялась на кафедре бурения скважин нефтегазопромыслового факультета Ухтинского государственного технического университета под руководством доктора технических наук, профессора Андронова И.Н., при активном консультировании доктора технических наук, профессора Буслаева В.Ф., которым автор выражает искреннюю благодарность за большую научно-организационную помощь, оказанную в ходе выполнения данной работы. Кроме того, за помощь и участие в рассмотрении диссертационной работы, автор выражает глубокую признательность профессорско-преподавательскому составу кафедры бурения и кафедры высшей математики Ухтинского государственного технического университета, и ОАО "Газпром", в т.ч. Гержбергу Ю.М.,
8 Богданову Н.П., Волковой И.И., Кейн С.А., Кучерявому В.И., Логачеву Ю.Л., Миленькому A.M., Осипову П.Ф., Уляшевой Н.М., Юдину В.М., Яковлевой Е.В. и др.
Апробация результатов исследований.
По материалам исследований опубликовано 10 научных работ. Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях и семинарах УГТУ в 2000-2003 гг, на III Международном конгрессе нефтепромышленников России в 2001г., в г. Уфе, на Всероссийской конференции «Нефть и газ Европейского северо-востока» в 2003 г. в г. Ухте.
Объем и структура работы.
Диссертационная работа изложена на 128 страницах машинописного текста, в том числе содержит 68 рисунков, 11 таблиц. Состоит из введения, 4 глав и заключения. Список использованной литературы включает 123 наименования.
Существующие представления о механизме и причинах желобообразования
В процессе бурения и эксплуатации наклонно-направленных скважин негативные последствия возникновения желобных выработок представляли и представляют существенную опасность, так как на сегодняшний день технология проведения буровых работ такого уровня не может обойтись без применения стальных бурильных и утяжеленных труб. В то же время известно, что желобные выработки образуются в результате одностороннего разрушения горной породы под действием усилий, прижимающих колонну труб к стенке скважины на участках искривления, преимущественно, за счет истирания и резания замками бурильных труб. Интенсивность этого процесса обусловлена геологическими и технологическими факторами, основными из которых являются физико-механические свойства горных пород, геометрические размеры элементов бурильной колонны, число ее перемещений в скважине, а также контактное давление колонны труб на стенку скважины. Влияние последнего фактора определяется протяженностью желобной выработки, зенитным углом и интенсивностью искривления скважины, а также весом колонны труб, расположенных ниже участка образования желобов. Н.Г. Аветисяном и В.И. Григорьевым [2-3] высказывалось предположение, основанное на стендовых испытаниях, о влиянии вибрации бурильной колонны на забой скважины и желобообразование, которое в дальнейшем было отвергнуто как, не подтвержденное практикой.
Н.А. Сидоров и Г.А. Ковтунов [55-56, 94-95] считают, что одна из основных причин прихватов - заклинивание и прилипание инструмента в желобах, причем в этих случаях применение ванн бесполезно. Отмечается возможность образования застойных зон в желобах. В этих зонах создаются условия для интенсивного налипания частиц породы и, следовательно, для местных сужений ствола скважины. Указывается, что искривление скважины влияет на образование желобов, которые в последствии приводят к затяжкам, посадкам и прихватам колонны труб.
Наиболее полно вопросы образования желобов и связанных с ними осложнений и аварий рассматриваются в монографии М.А. Танкибаева [103], в которой подробно анализируются различные факторы. Из этого анализа следует, что, по мнению автора, основная причина, приводящая к желобообразованию, искривление и перегиб скважины. Приводятся методы оценки параметров желобов и аналитические выражения для расчета глубины желоба. Кроме проработок, желоба характеризуются также систематическими затяжками и посадками в интервале перегиба, которые постепенно становятся все более сильными, поэтому на их ликвидацию затрачивается много времени. Такие посадки и затяжки со временем переходят в заклинивание инструмента с тяжелыми последствиями (вплоть до потери скважины).
А. Лубинский также указывает на взаимосвязь перегиба ствола скважины с желобообразованием [33], при этом отмечена трудность определения максимально допустимого значения силы взаимодействия, возникающей между бурильной колонной и стенкой скважины. На основании статистических данных установлено предельное значение силы давления замка бурильной колонны на стенку скважины (около 10 кН), при котором не наблюдается желобов. Приводится зависимость предельной величины растягивающей нагрузки от перегиба ствола скважины. Эта нагрузка зависит от абразивности пород, поверхности замка, скорости бурения, числа СПО и др.
В работе М.А. Танкибаева и П.А. Рапина [89] отмечены трудности диагностики желобов. Интерпретация геофизических данных - сложный процесс, требующий участия высококвалифицированных специалистов-технологов, который не всегда позволяет однозначно определить причины проработок. Кроме того, стандартные методы, например кавернометрия, не всегда устанавливают наличие желоба, поэтому приходится применять несерийную аппаратуру, которая вследствие своей сложности не может использоваться повсеместно.
Е.П. Фролов, Н.Н. Кошелев, и P.P. Алишанян указывают, что в наклонных скважинах возможно образование желобов, а пространственное искривление - дополнительное условие желобообразования [115]. Однако авторы не рассматривают взаимосвязь этих факторов с возникновением осложнений и аварий в желобах. Отмечается также, что в литологически неоднородных горных породах, сложенных из чередующихся пропластков мягких и твердых пород, возможна неоднородная выработка желоба (в пропластке мягкой породы выработка происходит быстрее и может, прекратится, в то время как в твердых породах продолжается его формирование). Кроме того, на участках с повышенной кавернозностью ствола скважины возможна интенсификация процесса желобообразования вследствие уменьшения площади приложения усилий от веса бурильной колонны.
Н.Н. Кошелев [62-63] считает, что к числу основных факторов, влияющих на интенсивность желобообразования, относятся проведение спуско-подъемных операций, поровое (пластовое) давление, влияющее на устойчивость состояния горных пород, и кавернозность ствола. В этой работе выявляются основные факторы, под воздействием которых происходит заклинивание утяжеленных бурильных труб (УБТ) в желобной выработке. Это возможно: При отношении наружного диаметра УБТ к ширине желобной выработки, равном 1,01-1,25 или большем; При клиновом угле а (угол, образованный касательными в точках соприкосновения УБТ с поверхностью желоба) менее 75 или при заходе УБТ в желобную выработку на 1/5 наружного диаметра УБТ; При отношении длины желобной выработки к длине УБТ, достигающем 1,22 и более; При степени перегиба на участке ствола длиной 1 Ом, составляющей 042 и более; Если во вскрытом массиве мягких пород встретились пропластки твердых; Е.П. Фролов на примере района Кубани показал [116], что желоба успевают достичь опасных размеров только в породах с нормальным градиентом порового давления. В зонах аномального высокого пластового давления желоба не опасны, ограничиваются начальной стадией и переходят в каверны вследствие большой увлажненности, трещиноватости и меньшей плотности пород. Однако нельзя распространять этот опыт на другие районы с иными геологическими условиями и технологией бурения.
Н.А. Сидоров обосновывает возможность возникновения желобов и заклиниваний в породах с различной твердостью [94]. При этом пласт твердой породы образует выступ, формирующий как бы дополнительное искривление. Такие случаи имеют природу, отличающуюся от чистого желобообразования. Если исходить из предложенной концепции, то в участках залегания мягких пород, смежных с твердыми пропластками, возможно образование желобов такой же малой глубины, как и в твердых породах.
Методика расчета поперечной нагрузки, действующей на бурильную колонну, при проводке направленных скважин
Помимо зависимостей глубины желобной выработки от количества спускоподъемных операций, автором были рассмотрены зависимости глубины желобной выработки от глубины скважины, представленные на рис. 3.216 — 3.246 для исследуемых скважин. Графики этих зависимостей позволяют определить не только участки желобообразования, но и максимальную глубину желобных выработок, образующихся на стенках скважины при бурении.
Для сравнения на рис. 3.21а - 3.24а мы поместили графики зависимостей распределенной поперечной нагрузки, действующей на бурильную колонну, от глубины скважины. Эти графики подробно описаны во второй главе. Замечаем, что экстремальным всплескам нагрузки соответствует желобная выработка максимальной глубины, что дает возможность подтвердить вывод о том, что график изменения поперечной нагрузки с глубиной дает возможность сделать прогноз о наиболее вероятных участках желобообразования.
Чтобы убедиться в правильности расчетов, по результатам профилеметрии, проведенной для исследования скважин, были построены профилеграммы, дающие возможность оценить реальное состояние ствола скважины. На профилеграмме даны две кривые, которые характеризуют изменение двух поперечных размеров ствола во взаимно перпендикулярных плоскостях. При расположении кривых профилеграмм по разные стороны от номинала поперечное сечение ствола характеризуется наличием желоба, при этом чем больше расходятся кривые, тем значительнее глубина желобной выработки в стенках ствола скважины. Профилеграммы представлены на рис. 3.21 в - 3.24в.
Сравнивая графики глубины желоба и графики поперечной нагрузки с профилеграммами, замечаем, что максимальные всплески графиков глубины желоба и поперечной нагрузки соответствуют участкам изменения ширины ствола (участкам желобообразования) скважины на профилеграммах.
Это соответствие дает возможность сделать вывод о правильности предложенных методик вычисления глубины желобной выработки и поперечной нагрузки.
В дальнейшем при бурении скважины для определения наиболее опасных по желобообразованию участков можно пользоваться либо графиком зависимости распределенной поперечной нагрузки , действующей на бурильную колонну в скважине, либо графиком зависимости глубины желобной выработки, образующейся на стенке ствола скважины при бурении. 1. Установлена теоретическая зависимость глубины образования желобной выработки от радиуса искривления скважины, закономерности распределения поперечной силы, компоновки и длины бурильной колонны, размеров замка, напряжения сдвига горной породы и количества спуско-подъемных операций. 2. Разработана аналитическая модель желобообразования, позволяющая прогнозировать участки наиболее интенсивного желобообразования и качественно величину желобной выработки, дающая характер распределения желобов вдоль ствола скважины. 3. Методика расчета глубины желобной выработки h, образующейся на стенке ствола скважины, состоит из следующих этапов: А). Для представительной точки, задаваемой глубиной погружения Н, определяют порядковый номер спусковой операции п. Б). Затем рассчитывают соответствующую номеру спусковой операции глубину проходки Hj, для которой справедливо неравенство Hj_j Н Нj, по формуле (3.7). В). Используя (3.6), находим общую глубину погружения L после п спусковых операций, затем определяем количество замков, взаимодействующих со стенкой скважины, из соотношения (3.5). Г). Согласно методике, подробно описанной во второй главе, определяем поперечную нагрузку qK действующую на бурильную колонну. Д). Зная величину поперечной нагрузки можно легко рассчитать величину давления замка на горную породу, используя (3.4). Е). Подставляя все найденные значения в (3.2), получаем глубину желобной выработки, образующейся на стенке скважины после п спусковых операций. 3). Все расчеты пунктов А - Е проделываем для п подъемных операций, подставляя результаты в (3.1), чтобы получить глубину желобной выработки, образующейся на стенке скважины после п подъемных операций. И). Чтобы получить полную глубину желобной выработки суммируем результаты пунктов Е и 3. К). Повторяем пункты А - И для каждой представительной точки.
Методика расчета глубины желобной выработки, образующейся на стенке стволаскважины
Из анализа данных по таблице 4.2 видно, что распределение величин относительных вкладов в общую работу слагаемых функционала (4.1), существенно зависит от интенсивности боковой поперечной силы qR. При незначительной величине q =3-103Н/м основной вклад в общую работу обусловлен реакцией в забое R, составляя: 65.3 - 85.5%, а обусловленный диссипативными силами: моментом трения 2.5 - 3.2% и боковым трением 6.1 — 8.0%. При qR=50-103H/M вклад, обусловленный реакцией в забое, составляет 33.3 - 37.7%, а соответствующие вклады диссипативной энергии достигают уже соответственно 23.6 и 59.3%.
Из выше сказанного следует, что в данном случае протяженность искривленного участка скважины и трение поступательного скольжения становится определяющим при определении работы. При этом резко возрастает работа, затрачиваемая на бурение одного погонного метра (30 кДж при интенсивности поперечных сил 50 кН/м против 15.3 кДж при 3 кН/м). При этом общая работа, затрачиваемая на бурение увеличивается более чем в два раза.(128 МДж для профиля скважины на рис.4.4).
Величина общей работы зависит от выбора параметров бурения и геологических условий. Так, например, при увеличении скорости проходки, бурения, работа должна уменьшаться, что видно из рис.4.9. Незначительный рост энергозатрат наблюдается при увеличении скорости вращения (рис.4.10). Но вклад скорости на величину общей работы составляет не более 0,5%, что можно не учитывать при проектировании энергосберегающих профилей скважин.
Сильная зависимость работы наблюдается от структуры геологических пород, что приводит к повышению коэффициента трения и интенсивности поперечных сил, действующих при бурении скважины. Зависимости величины работы от этих параметров приведены на рис.4.11-4.12. Таким образом, под рациональным энергосберегающим профилем, следует понимать профиль, состоящий из нескольких прямолинейных участков, соединенных дугами окружностей радиуса 400 и более метров. Самый простой из подобных профилей будет состоять из вертикального участка, протяженность которого определяется исходя из конструкции скважины и конкретных технико-технологических условий, участка набора минимально необходимого зенитного угла и опять линейного участка в направление конечного забоя. При этом следует учитывать, чтобы криволинейные участки скважины имели минимальную протяженность. 1. Предложен функционал мощности для бурения направленных скважин роторным способом, который можно использовать для оценки и проектирования энергосберегающего профиля. 2. Разработана аналитическая модель энергосберегающего профиля, дающая возможность выбора рационального варианта профиля при проводке направленных скважин с позиции минимизации желобообразования и энергозатрат. 3. Установлено, что рациональным профилем, исходя из критерия минимума энергозатрат при вращении бурильной колонны, является трехинтервальный профиль направленных скважин с прямолинейно-наклонным участком и участком набора угла радиусом 400 и более метров. 1 .Разработана методика, определяющая величину поперечной нагрузки, действующей на колонну в скважине, в зависимости от интенсивности искривления траектории скважины, веса бурильной колонны, изгиба колонны. 2.Разработанная методика позволяет сделать прогноз наиболее вероятных участков желобообразования и минимизировать их при бурении скважины. 3.Установлена качественная зависимость интервала и глубины образования желоба от распределения поперечных сил в кавернозном стволе, которая позволяет определить интервалы интенсивного желобообразования до получения эмпирических данных. 4.Развитие математической модели, определяющей зависимость глубины образования желобных выработок от количества рейсов инструмента, обеспечивает прогнозирование и проектирование технологического комплекса предупреждения желобообразований в пределах допускаемых величин. 5.Предложен функционал мощности для бурения направленных скважин роторным способом, который можно использовать для оценки и проектирования энергосберегающего профиля. б.Разработана аналитическая модель энергосберегающего профиля, позволяющая выбрать рациональный вариант профиля при проводке направленных скважин по критериям минимизации желобообразования и энергозатрат в процессе бурения. 7,Достоверность разработанных моделей выражается в качественном совпадении результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных профилеметрии для 9 скважин.
Моделирование бурения направленных скважин по энергосберегающему профилю
Интенсивность этого процесса обусловлена геологическими и технологическими факторами, основными из которых являются физико-механические свойства горных пород, геометрические размеры элементов бурильной колонны, число ее перемещений в скважине, а также контактное давление колонны труб на стенку скважины. Влияние последнего фактора определяется протяженностью желобной выработки, зенитным углом и интенсивностью искривления скважины, а также весом колонны труб, расположенных ниже участка образования желобов. Н.Г. Аветисяном и В.И. Григорьевым [2-3] высказывалось предположение, основанное на стендовых испытаниях, о влиянии вибрации бурильной колонны на забой скважины и желобообразование, которое в дальнейшем было отвергнуто как, не подтвержденное практикой.
Н.А. Сидоров и Г.А. Ковтунов [55-56, 94-95] считают, что одна из основных причин прихватов - заклинивание и прилипание инструмента в желобах, причем в этих случаях применение ванн бесполезно. Отмечается возможность образования застойных зон в желобах. В этих зонах создаются условия для интенсивного налипания частиц породы и, следовательно, для местных сужений ствола скважины. Указывается, что искривление скважины влияет на образование желобов, которые в последствии приводят к затяжкам, посадкам и прихватам колонны труб.
Наиболее полно вопросы образования желобов и связанных с ними осложнений и аварий рассматриваются в монографии М.А. Танкибаева [103], в которой подробно анализируются различные факторы. Из этого анализа следует, что, по мнению автора, основная причина, приводящая к желобообразованию, искривление и перегиб скважины. Приводятся методы оценки параметров желобов и аналитические выражения для расчета глубины желоба. Кроме проработок, желоба характеризуются также систематическими затяжками и посадками в интервале перегиба, которые постепенно становятся все более сильными, поэтому на их ликвидацию затрачивается много времени. Такие посадки и затяжки со временем переходят в заклинивание инструмента с тяжелыми последствиями (вплоть до потери скважины).
А. Лубинский также указывает на взаимосвязь перегиба ствола скважины с желобообразованием [33], при этом отмечена трудность определения максимально допустимого значения силы взаимодействия, возникающей между бурильной колонной и стенкой скважины. На основании статистических данных установлено предельное значение силы давления замка бурильной колонны на стенку скважины (около 10 кН), при котором не наблюдается желобов. Приводится зависимость предельной величины растягивающей нагрузки от перегиба ствола скважины. Эта нагрузка зависит от абразивности пород, поверхности замка, скорости бурения, числа СПО и др.
В работе М.А. Танкибаева и П.А. Рапина [89] отмечены трудности диагностики желобов. Интерпретация геофизических данных - сложный процесс, требующий участия высококвалифицированных специалистов-технологов, который не всегда позволяет однозначно определить причины проработок. Кроме того, стандартные методы, например кавернометрия, не всегда устанавливают наличие желоба, поэтому приходится применять несерийную аппаратуру, которая вследствие своей сложности не может использоваться повсеместно.
Е.П. Фролов, Н.Н. Кошелев, и P.P. Алишанян указывают, что в наклонных скважинах возможно образование желобов, а пространственное искривление - дополнительное условие желобообразования [115]. Однако авторы не рассматривают взаимосвязь этих факторов с возникновением осложнений и аварий в желобах. Отмечается также, что в литологически неоднородных горных породах, сложенных из чередующихся пропластков мягких и твердых пород, возможна неоднородная выработка желоба (в пропластке мягкой породы выработка происходит быстрее и может, прекратится, в то время как в твердых породах продолжается его формирование). Кроме того, на участках с повышенной кавернозностью ствола скважины возможна интенсификация процесса желобообразования вследствие уменьшения площади приложения усилий от веса бурильной колонны.
Н.Н. Кошелев [62-63] считает, что к числу основных факторов, влияющих на интенсивность желобообразования, относятся проведение спуско-подъемных операций, поровое (пластовое) давление, влияющее на устойчивость состояния горных пород, и кавернозность ствола. В этой работе выявляются основные факторы, под воздействием которых происходит заклинивание утяжеленных бурильных труб (УБТ) в желобной выработке. Это возможно: При отношении наружного диаметра УБТ к ширине желобной выработки, равном 1,01-1,25 или большем; При клиновом угле а (угол, образованный касательными в точках соприкосновения УБТ с поверхностью желоба) менее 75 или при заходе УБТ в желобную выработку на 1/5 наружного диаметра УБТ; При отношении длины желобной выработки к длине УБТ, достигающем 1,22 и более; При степени перегиба на участке ствола длиной 1 Ом, составляющей 042 и более; Если во вскрытом массиве мягких пород встретились пропластки твердых; Е.П. Фролов на примере района Кубани показал [116], что желоба успевают достичь опасных размеров только в породах с нормальным градиентом порового давления. В зонах аномального высокого пластового давления желоба не опасны, ограничиваются начальной стадией и переходят в каверны вследствие большой увлажненности, трещиноватости и меньшей плотности пород. Однако нельзя распространять этот опыт на другие районы с иными геологическими условиями и технологией бурения.
Н.А. Сидоров обосновывает возможность возникновения желобов и заклиниваний в породах с различной твердостью [94]. При этом пласт твердой породы образует выступ, формирующий как бы дополнительное искривление.
