Введение
1. Состояние качества крепления скважин в геокриологических условиях Западной Сибири 12
1.1. Краткая геокриологическая характеристика основных нефтегазодобывающих районов 12
1.2. Анализ и особенности крепления скважин в криолитозоне 25
Выводы по разделу 1 58
2. Теоретические предпосылки к разработке мероприятий по повышению долговечности крепи скважин в криолитозоне 61
2.1. Условия возникновения и возможные значения давления на обсадные трубы при обратном промерзании горных пород 61
2.2. Оценка величины давления гидроразрыва массива мерзлых горных пород 70
2.3. Анализ методик прогнозирования максимально возможных давлений на обсадные трубы при обратном промерзании 74
2.4. Анализ результатов исследований напряженно-деформированного состояния крепи скважин 80
2.5. Критический анализ свойств тампонажных материалов для низкотемпературных скважин 89
Выводы по разделу 2 ПО
3 . Обоснование методов и методик исследований напряженно-деформированного состояния крепи скважин в криолитозоне 112
3.1 . Лабораторный стенд для исследования давления на крепь скважин при обратном промерзании П2
3.2. Технические средства для длительного измерения давления и температуры в заколонном пространстве скважин 118
3.3 Методы и методики исследований физико-механических свойств тампонажных материалов в условиях низких температур 130
3.4. Оценка напряженно-деформированного состояния крепи скважин методом конечных элементов 134
Выводы по разделу 3 139
4. Прогнозирование давления, возникающего при обратном промерзании заколонного пространства скважин 140
4.1. Влияние формы, объема каверн и свойств промерзающих сред на величину давления обратного промерзания 140
4.2. Исследование влияния релаксации льда на величину давления замерзающей жидкости в заколонном и межколонных пространствах скважин 150
4.3. Исследование влияния гидростатического давления на величину давления замерзающей жидкости в скважине 153
4.4. Исследование влияния внешней цементной оболочки на сопротивляемость крепи скважин смятию при обратном промерзании 157
4.5. Промысловые исследования давления, возникающего при обратном промерзании заколонного пространства скважин 161
Выводы по разделу 168
5. Исследование напряженно-деформированного состояния крепей скважин в криолитозоне 170
5.1. Методика расчета напряженно-деформированного состояния крепи скважин в криолитозоне 170
5.2. Исследование напряженно-деформированного состояния крепи скважин под воздействием внешней равномерной нагрузки 176
5.3. Исследование напряженно - деформированного состояния
крепи скважин при внешней локальной осесимметричной нагрузке 189
Выводы по разделу 5 199
6. Разработка мероприятий по повышению долговечности крепи скважин в криолитозоне 201
6.1. Обоснование основных требований к свойствам тампонажного материала для низкотемпературных скважин 201
6.2. Разработка и исследование специальных тампонажных материалов для низкотемпературных скважин 205
6.2.1. Научное обоснование эффективности применения ЦНУБ для цементирования скважин в интервале залегания мерзлых горных 205
6.2.2. Тампонажный облегченный безусадочный цементо- 219
цеолитововыи раствор для низкотемпературных скважин
6.2.3. Разработка рецептуры облегченного расширяющегося тампонажного раствора для низкотемпературных скважин 239
6.2.4. Разработка облегченного тампонажного раствора с повышенной седиментационной устойчивостью 253
6.3. Методика оптимизации параметров крепи скважин в криолитозоне 257
Выводы по разделу 6 261
7. Результаты опытно-промышленного внедренш разработанных рекомендаций 263
7.1. Производство и промышленные испытания разработанных тампонажных материалов для низкотемпературных скважин 263
7.2. Применение компьютерного проектирования оптимальной крепи скважин в криолитозоне 273
Выводы по разделу 279
Основные выводы и рекомендации 280
Список используемых источников 283
Приложения 300
