Введение
Глава 1. Современное состояние и проблемы устойчивости глинистых горных пород при бурении скважин 10
1.1. Современное состояние проблем, возникающих при строительстве скважин в глинистых горных породах 10
1.2. Факторы, определяющие устойчивость глинистых горных пород в процессе бурения и методы управления свойствами буровых растворов 12
1.3. Современные буровые растворы, используемые для бурения в неустойчивых глинистых горных породах 20
1.4. Классификации глин, рекомендуемые для выбора буровых растворов24
1.5. Существующие представления о структуре глины, ее гидратации 27
1.5.1. Классические представления о структуре глины 27
1.5.2. Представления о процессах взаимодействия глины с водой 29
1.5.3. Представления о глине и ее гидратации, основанные на представлениях супрамолекулярной химии 35
1.6. Описание глины в соответствии с ГОСТ 25100-95 и ее свойства 43
1.7. Анализ состояния вопроса, цели и задач исследований 48
Выводы по главе 1 52
Глава 2. Исследование факторов, определяющих устойчивость глины, в различных водных средах. Методы и методика проведения исследований 53
2.1. Методы и методика проведения исследований 53
2.1.1. Методы исследования влияния состава водной среды и состояния исходной глины на процессы их разрушения 53
2.2. Методика обработки результатов экспериментов 57
2.3. Исследование влияния состава глинистых горных пород и степени их увлажнения на устойчивость стенок скважины 59
2.4. Исследование поведения глины в различных водных средах 64
2.4.1. Исследование разрушения образцов глины, различающихся по числу пластичности и текучести 64
2.4.2. Исследование влияния показателя текучести глины на ее устойчивость к различным водным средам 72
2.4.3. Исследование разрушения образцов глины в водных растворах ингибиторов глины 77
2.5. Исследования влияния состава и свойств глинистых горных пород на факторы, определяющие процесс их разрушения при контакте с буровым раствором 82
Выводы к главе 2 88
Глава 3. Исследование воздействия защитных реагентов на состояние глинистых горных пород и разработка методов управления составом буровых растворов 90
3.1. Исследование методов стабилизации состояния глины, различающихся по показателю текучести 90
3.1.1. Исследование действия защитных реагентов на поведение пластичной глины 91
3.1.2. Исследование воздействия буровых растворов на стабильность состояния пластичных глинистых горных пород 97
3.2. Исследование действия защитных реагентов и буровых растворов на устойчивость непластичной глины 101
3.2.1 Исследование действия защитных реагентов на поведение непластичной глины 101
3.2.2. Исследование воздействия буровых растворов на стабильность состояния непластичных глинистых горных пород 109
3.3. Исследование методов управления составом буровых растворов для предотвращения разрушения глинистых горных пород 114
3.3.1. Особенности поведения молекул воды при взаимодействии с глинистыми горными породами и управление ими 114
3.3.2. Методы управления составом буровых растворов для повышения стабильности состояния пластичных глинистых горных пород в процессе бурения 119
3.3.3. Методы управления составом буровых растворов для управления стабильностью непластичных глинистых горных пород 121
Выводы к главе 3 124
Глава 4. Разработка классификации глинистых горных пород применительно к бурению скважин 126
4.1. Классификация глинистых горных пород по степени усложненности их прохождения и буровые растворы для бурения в них 126
4.2. Сопоставление разработанных подходов к описанию и классификации глинистых горных пород с известными классификациями и методами оценки состава и свойств буровых растворов 129
Выводы по главе 4 139
Основные выводы и рекомендации 140
Список используемой литературы 142
Приложение 157
