Условные обозначения. α= направление или азимут

F = сила трения

N = нормальная сила

ε = деформация

α = направление или азимут

θ = зенитный угол

σ = нормальные напряжения

σ _θ = кольцевые напряжения

σ _h= минимальные горизонтальные напряжения

σ _H = максимальные горизонтальные напряжения

σ _max = максимальные напряжения

σ _min = минимальные напряжения

σ _r = радиальные напряжения

σ _v = напряжения от веса вышележащих пород

σ _z= осевые напряжения

τ = касательные напряжения

μ = коэффициент трения

Контрольные вопросы к главе 8

1. В чем разница между прочностью породы и кажущейся прочностью породы?

2. Чем определяется прочность породы?

3. Что такое " эффективное напряжение"?

4. Какова связь между эффективным напряжением и поровым давлением?

5. Как распределяются напряжения в окрестности скважины и на удалении от скважины?

6. Насколько нужно углубиться в пласт, чтобы дойти до места, где кольцевые напряжения уменьшились до нуля?

7. Как влияет увеличение плотности бурового раствора на прочность породы и на кольцевые напряжения в окрестности скважины?

8. Что представляют круги Мора?

9. Что такое " метод средней линии"? Для чего он используется?

10. Что понимается под " напряженным состоянием"?

11. Что такое анизотропия напряжений?

12. Насколько кольцевые напряжения превышают горизонтальные напряжения в окрестностях вертикальной скважины в месте, где максимальное и минимальное горизонтальные напряжения равны?

13. Как изменится напряжение на стенке скважины, если ее сечение удлинится в одном направлении?

14. Что произойдет с хрупкой породой, такой как гранит, если сечение скважины удлинится в результате обрушения? Почему это не происходит с глинистыми породами?

15. Как построить огибающую кругов напряжения? (рис. 8-35, стр. 157) Для чего она используется?

16. Как влияет изменение плотности бурового раствора на устойчивость стенок скважины?

17. Назовите восемь факторов, влияющих на устойчивость стенок скважины

18. Как и почему изменение температуры влияет на устойчивость стенок скважины?

19. Как направление и наклон скважины влияют на устойчивость ее стенок? К чему мы стремимся, выбирая направление и наклон скважины?

20. Почему плоскости напластования иногда считаются слабым местом?

21. Как влияет траектория скважины на устойчивость стенок скважины при наличии плоскостей напластования?

22. Как влияет репрессия на устойчивость стенок скважины?

23. Как влияет проникновения в пласт фильтрата на устойчивость стенок скважины?

24. Как влияет диаметр колонны, диаметр ствола, частота вращения и натяжение колонны на силу ударов вибрирующей бурильной колонны о стенки скважины?

25. Каковы шесть типов разрушения пород из-за чрезмерных напряжений?

26. Почему течение пород со временем замедляется?

27. Почему реагенты, поставляющие в буровой раствор ионы калия, являются эффективными ингибиторами набухания некоторых глин?

28. Каковы два механизма набухания глин?

29. По какому механизму происходит наиболее сильное набухание?

30. Перечислите десять условий, при которых следует ожидать нарушения устойчивости глинистых пород

31. Когда наиболее вероятно образование пробки?

32. Как может быть замаскирована тенденция, указывающая на образование пробки, при подъеме колонны с циркуляцией?

33. Как влияет резкое искривление ствола на образование пробки?

34. Как можно предотвратить образование пробки вследствие неустойчивости стенок скважины?

35. Каковы очевидные признаки угрозы образования пробки, обусловленной неустойчивостью глинистых пород?

36. Как влияет репрессия на скорость проходки?

37. Каковы очевидные признаки набухания глин?

38. Что нужно делать в первую очередь для освобождения колонны, прихваченной или входящей в прихват вследствие образования пробки из-за неустойчивости стенок скважины?

39. Какие известны дополнительные приемы для освобождения бурильной колонны?

Литература

1) Gray, George R. & Darley, H. С. Н.: " Composition and Properties of Oil Well Drilling Fluid's" fourth edition, Gulf Publishing Company (1980)

2) Shaohua Zhou, Richard Hillis, and Mike Sandiford, Dept. of Geology and Geophysics, university of Adelaide Australia: " On the Mechanical Stability of Inclined Wellbores" SPE 28176 (1994)

3) E. Hoek & E.T. Brown: " Underground Excavations in Rock" The Institution of Mining and Metallurgy, London UK (1990)

4) Bernt S. Aadnoy: " Modern Well Design" Gulf Publishing Company (1977)

5) Jaeger, J.C. and Cook, N.G.W.: " Fundamentals of Rock Mechanics" Chapman and Hall, London (1976)

6) Yarlong Wang, Maurice Dusseault, University of Waterloo: " Borehole Instability and Fluid Loss in Poorly Consolidated Media" Petroleum Society of CIM/Society of Petroleum Engineers, paper no. CIM/SPE 90-25 (June, 1990)

7) D. Okland, J.M Cook: " Bedding-Related Borehole Instability in High-Angle Wells" SPE/ISRM paper 47285, 1998 SPE/ISRM Eurock, Trondheim Norway (July, 1998)

8) X. Chen, CP. Tan, and CM. Haberfield; Australian Petroleum Cooperative Research Centre, CSIRO Petroleum & Monash University: " A Comprehensive Practical Approach for Wellbore Instability Management" SPE paper 48898, presented at the 1998 SPE International Conference and Exhibition in Beijing China (Nov 1998)

9) Thierry M. Forsans & Laurent Schmitt, Elf Aquitaine Production, Pau, France: " Capillary Forces: The Neglected Factor in Shale Instability Studies? " ISBN 90 5410 502 X, Eurock '94 Balkema, Rotterdam. 1994.

10) L.Bailey, P.I. Reid, and J.D. Sherwood, Sclumberger Cambridge Research, " mechanisms and solutions for Chemical Inhibition of Shale Swelling and Failure" SPE# 627043

11) Helio Santos, Petrobras, Adel Diek and Jean-Claude Roegiers, Rock Mechanics Institute, U. Oklahoma: " Wellbore Stability: A New Conceptual Approach Based on Energy" SPE paper 49264, presented at the 1998 SPE Annual Technical Conference and Exhibition in New Orleans. (Sept 1998)

12) Authors personal experiments with real time drill string vibration analysis in three degrees of freedom while drilling off the coast of Gabon in 1991.

13) Adam T. Bourgoyne Jr., Martin E. Chenevert, Keith K. Millheim, F.S. Young Jr.: " Applied Drilling Engineering" SPE, (1986)

14) E.R. Leeman, National Mechanical Engineering Research Institute, CSIR, Pretoria, South Africa,: " The Determination of the Complete State of Stress in Rock in a Single Borehole - Laboratory and Underground Measurements" Int. J. Rock Mech. Min. Sci. (Feb 1967)

15) Woodland, David C, Shell Canada: " Borehole Instability in the Western Canadian Over thrust Belt, " SPE paper 17508, SPE Drilling Engineering (Mar 1990)