Введение
1. Анализ состояния теоретических и промысловых исследований явлений разрыва горных пород 12
1.1. Существующие теории гидравлического разрыва пласта в скважине (по литературным данным) 12
1.2. Теоретическое обоснование способа управления гидравлическими разрывами пластов при цементировании обратным способом в условиях поглощающей скважины 18
1.3. Анализ известных способов и выбор методики определения значений давлений гидроразрывов пластов применительно к условиям цементирования колонн 20
2. Особенности геолого-технических условий крепле ния скважин на площадях Надьм-Пурской нефтегазо носной области 27
2.1. Особенности геологического разреза Надым-Пурской нефтегазоносной области 28
2.1.1. Устойчивость стенок ствола скважины 30
2.1.2. Характер деформации горных пород при гидравлическом разрыве пластов 35
2.2. Анализ технологии крепления ствола глубоких разведочных скважин 40
3. Лабораторные исследования влияния отдельных фак торов на процесс образования трещин и движения по ним растворов при гидравлическом разрыве горных пород 48
3.1. Физико-механические свойства горных пород геологического разреза 49
3.1.1. Значение величины полного горного давления 49
3.1.2. Лабораторные исследования по определению модуля деформации глинистых пород 51
3.2. Лабораторные исследования движения растворов по плоско-радиальным трещинам 57
3.2.1. Обоснование выбора методики лабораторных исследований 58
3.2.2. Описание стенда и моделей трещины 59
3.2.3. Исследование зависимости изменения давления при движении растворов по узким щелям 62
3.3. Лабораторные исследования реологических свойств тампонажних растворов на приборе "Реотест-2"86
3.3.1. Цементного раствора 90
3.3.2. Специального облегченного цементно-бентонитового раствора 92
4. Промысловые исследования определения глубин и градиентов давлений разрыва и поглощения геологического разреза скважины 97
4.1. Исследования поглощений тампонажних растворов при цементировании колонн 97
4.1.1. Интервалы поглощения при прямом способе цементирования 97
4.1.2. Интервалы поглощения при гидравлических разрывах в процессах обратного закачивания бурового и тампонажного растворов 105
4.1.3. Расположение и ориентация трещин при гидравлических разрывах пластов 108
4.1.4. Критические давления разрыва горных пород и давления поглощения растворов при гидравлических разрывах пластов 110
4.1.5. Градиенты давлений разрыва и поглощения горных пород геологического разреза площадей Надым-Пурской нефтегазоносной области 111
4.2. Методика выделения глубин поглощения растворов при цементировании колонн по результатам геофизических исследований скважины 117
4.3. Методика прогнозирования интервалов разрыва горных пород расчетным способом 121
4.3.1. Радиус разгрузки горного давления в скважине 121
4.3.2. Номограмма расчета радиуса разгрузки горного давления 124
5. Технология крепления скважин с низкими градиентами разрыва горных пород комбинированным способом 129
5.1. Принципиальная схема технологии крепления скважин 129
5.2. Методика расчета объемов тампонажных растворов, закачиваемых на поглощение при гидравлических разрывах пластов, в процессе обратного цементи рования 132
5.2.1. Эпюра распределения давления разрыва и поглощения по трещине 133
5.2.2. Примерный расчет раскрытия трещины при закачивании растворов на поглощение 136
5.2.3. Условие равновесия "скважина - поглощающая трещина" 142
5.2.4. Номограмма расчетных значений объемов тампонажных растворов при обратном цементировании в условиях равновесия "скважина - поглощающая трещина" 145
5.3. Оптимальный комплекс геофизических исследований качества цементирования обсадных колонн при комбинированном способе крепления 150
6. Анализ результатов применения комбинированного способа крепления скважин на севере Западной Сибири 153
6.1. Анализ качества цементирования колонн комбинированным способом 153
6.2. Экономическая эффективность использования комбинированного способа крепления 157
Заключение (основные выводы) 160
Литература 162,
Приложение 175
