Причины разрушения керна при бурении и методы обеспечения

Необходимого выноса керна

Вынос керна при колонковом бурении практически всегда меньше 100 %, что обусловлено действием двух групп факторов: геологической и технико-технологической.

Геологические факторы следующие:

1) низкая прочность горных пород. Слабый керн разрушается подщ действием радиального биения и изгиба инструмента. Профилактика – балансировка инструмента и его центрирование, а также применение снарядов, обеспечивающих максимально возможный диаметр керна;

2) высокая абразивность горных пород обусловливает быстрый износ кернообразующего вооружения и кернорвателей. Профилактика – армирование инструментов и ограничение времени отбора керна;

3) трещиноватость горных пород. Трещиноватый керн распадается на куски и самозаклинивается в колонковой трубе. Это приводит к истиранию керна. В таких горных породах следует применять колонковые снаряды, в колонковой трубе которых создается восходящий поток жидкости. Такие керноприемные устройства называются эжекторными;

4) низкая водоустойчивость пород (пески, плывуны, слабосцуементированные песчаники и др.). Профилактика – применение специальных буровых растворов, например, эмульсионных растворов.

В соответствии с трудностью отбора керна предложен ряд классификаций горных пород. По твердости выделяют пять групп:

1) крепкие породы 10…12 категорий;

2) твердые 8...9 категорий;

3) средней твердости 6…7 категорий;

4) малой твердости 4…5 категорий;

5) мягкие, рыхлые, сыпучие, размываемые водой (1…3 категории).

По степени трещиноватости выделяют три группы:

1) группа А – монолитные, не разрушаются вибрацией и промывкой, имеют до 10 трещин на 1 м длины керна;

2) группа Б – трещиноватые и перемежающиеся по твердости. Имеют 10…20 трещин на 1 м длины керна;

3) группа В – раздробленные, размываются и истираются при обуривании керна, имеют более 20 трещин на 1 м длины керна.

Технико-технологические факторы обусловлены соответствием техники и технологии отбора керна свойствам горных пород, а также совершенством конструкции керноотборочных снарядов.

Обеспечение выноса керна во многом зависит от квалификации бурильщика и его материальной заинтересованности.

Литература

1. Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. - М.: Недра, 1975.

2. Инструкция по эксплуатации породоразрушающих инструментов, оснащенных природными, синтетическими алмазами, композиционными алмазосодержащими материалами. РД 39-0148052-526-86 /М.Г. Абрамсон, Н.И. Козырев, А.Б. Михальчук и др. - М.: ВНИИБТ, 1987.

3. Керноотборочный инструмент и элементы компоновки низа бурильной колонны /А.Г. Мессер, А.Н. Сорокин, В.В. Макушин и др. //Нефтяное хозяйство. - 1993. - № 1.

4. Матвеев Ю.Г. Конструкции и системы смазки опор шарошечных долот: Учебное пособие. - Изд-во УГНТУ, 1996.

5. Масленников И.К. Буровой инструмент: Справочник. М.: Недра, 1989.

6. Международный транслятор-справочник " Шарошечные долота" /Под ред. В.Я. Кершенбаума и А.В. Торгашова. - М.: АНО " Технонефтегаз", 2000.

7. Спивак А.И., Попов А.Н. Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: Недра, 1994.