лизованной води механічна міцність льоду буде зменшуватися, лід може зруйнуватися, що призведе до утворення каверни в стовбурі буря свердловини. Цей процес інтенсифікується ерозійним впливом циркулюючого бурового розчину.
Наголошується, що зі збільшенням концентрації солі в омиваючої лід рідини руйнування криги інтенсифікується. На процес р?? зрушенія льоду впливає також тривалість впливу солоного БР.
Отже, щоб звести до мінімуму негативний вплив фізико-хімічних процесів на стан стовбура буря в ММП свердловини, необхідно, в першу чергу, забезпечити рівноважну концентрацію на стінці свердловини компонентів БР і внутріпорового рідини в ММП.
Для виключення физикохимических процесів необхідно забезпечити однакову мінералізацію БР і парової води ММП. Однак домогтися цього важко, тому частіше використовуються розчини, що створюють на стінках свердловини малопроникними плівку. Так, наприклад, при заміні промивання свердловини солоною водою на глинистий розчин високої в'язкості з тією ж концентрації солі, інтенсивність руйнування льоду знижується в кілька разів.
Для попередження кавернообразованія, руйнування гирлової зони, осипів і обвалів при бурінні свердловин в ММП, БР повинен відповідати наступним основним вимогам:
v володіти низьким показником фільтрації;
v містити кількість солей, рівноважний з рідиною в ММП;
v мати здатність створювати на поверхні льоду в ММП щільну, непроникну плівку;
v володіти низькою ерозійної здатністю;
v мати низьку питому теплоємність;
v утворювати фільтрат, що не створює з рідиною породи істинних розчинів;
v бути гідрофобним до поверхні льоду.
буря свердловини вступає з оточуючими мерзлими породами не тільки у фізико-хімічну взаємодію. Найчастіше найбільш потужним чинником, що впливає на стійкість стінок стовбура свердловини в ММП, є тепловий вплив свердловинного флюїду на стан мерзлій породи.
Хто має зазвичай позитивну температуру БР розплавляє лід у прилеглих до свердловині ММП, в результаті чого зв'язність часток породи один з одним порушується, стінка свердловини втрачає стійкість і руйнуються. Чим вище температура БР, тим інтенсивніше процес кавернообразованія, осипи, обвали, поглинання при проходці ММП.
Однак навіть при використанні таких систем, що вимагають значного ускладнення техніки і технології бурових робіт, процес кавернообразованія спостерігається при позитивних температурах в циркуляційному потоці, особливо при розбурюванні пісковиків, зцементованих льодом. Тому, поряд із застосуванням систем, що не розчинюючих лід, для запобігання руйнування прискважинной зони ММП необхідно регулювати в певних межах температуру використовуваного при бурінні промивного агента.
Буріння в ММП можливо з використанням як очисного агента:
бурового розчину з негативною температурою;
охолодженого повітря, аерованих рідин, пен;
бурового розчину з позитивною температурою, але із застосуванням спеціальних технологій.
У першому випадку можуть бути використані розчини як на вуглеводневій, так і водній основі. В якості протиморозних добавок в водні розчини вводяться електроліти: NaCl, KCl, CaCl 2, Na 2 Br 4 O 7, Na 2 CO 3, Na 2 NO 3. З підвищенням їх концентрації температура замерзання розчину, природно, знижується і може бути доведена до - 16 С. Однак при цьому зростає швидкість розчинення льоду. Для отримання необхідних властивостей в розчин вводяться: глінопорошок, гіпан, КМЦ, ПДА. Введення протиморозних добавок істотно знижує стабільність розчинів, в результаті відбувається їх поділ на тверду і рідку фази. Крім того, в літній час охолодження розчину до негативних температур утруднено.
Найбільш сприятливі з погляду недопущення руйнації ММП: піни, повітря, емульсії і розчини на нафтовій основі. Такого роду БР незначно відфільтровують рідина в пори породи, нейтральні по відношенню до льоду, володіють зниженою теплоємністю.
аерувати рідини і піни мають ряд суттєвих переваг як промивні агенти. При їх застосуванні гідростатичний тиск у свердловині мало, що призводить до зростання механічної швидкості буріння, підвищує зносостійкість доліт. Введення в газорідинної суміш ПАР: ПАА, КМЦ, гіпану, сульфонол, глинопорошків, змащувальних, протиморозних, інгібуючих добавок дозволяє отримати бурові розчини з необхідними властивостями і регулювати їх в широких межах. При замерзанні аерованих розчинів і пен в кільцевому і міжколонному просторах руйнування колон обсадних труб не відбувається, оскільки розчини зберігають порожнисту структуру, а примерзлий буровий інструмент до...