Часть 11
Ползучесть или течение горных пород
Ползучесть (течение) – выдавливание в ствол скважины подвижных пластов под действием горного (геостатического) давления массива горных пород. Наиболее характерно для соляных пород (катализатором является их высокая температура) или переувлажненных глинистых пород в зонах высокого градиента геостатического давления.
В общем виде, ползучесть подразумевает частичное или полное перекрытие ствола скважины (кольцевого пространства) горной породой. Иногда ее сравнивают с сужением ствола, набуханием глинистых пород, а порой даже с обвалами стенок. Несмотря на то, что физически все эти типы связаны с попаданием в ствол скважины дополнительной породы из околоствольного пространства, у ползучести есть свои особенности.
Прежде всего она подразумевает именно массивное перемещение «языков» горной породы в ствол, фактически они текут, как паста, а не просто вываливаются в ствол (как при обвалах). Другими словами, у «языка» сохраняется какое-то время контакт с материнским пластом.
Также, в отличие от сужения и набухания ползучесть (течение) характеризуется интенсивной динамикой и значительными объемами выдавливаемой породы, которая иногда приводит к смятию инструмента, находящегося в стволе скважины. Это обусловлено тем, что движущей силой данного осложнения является не простой процесс потери устойчивости, перемещение под действием гравитации или процесс увеличения из-за набухания, а запас энергии из-за действующего горного давления.
Как было сказано выше, основные типы пород, склонные к этому осложнению:
- Соли – при условии наличия высокого градиента горного давления и высокой температуры (благодаря ей пластичность соляных пород увеличивается и они ведут себя, как аморфоное тело);
- Глины - при условии наличия высокого градиента горного давления и их увлажненного состояния (благодаря влаге повышается пластичность глин и снижаются контактные силы трения между слоями).
В зависимости от запаса энергии от горного давления (степени сжатия подвижного пласта) и мощности активного пласта можно определить два типа ползучести – затухающая и незатующая.
Затухающая подразумевает снижение интенсивности по времени и характерна для маломощных пластов с малой силой сдавливания горным давлением. В этом случае проработки позволяют со временем свести на нет эффект ползучести.
Незатухающая ползучесть характерна для крупных массивов пород с большим запасом избыточного горного давления. В этом случае процесс ползучести наблюдается в течение длительного времени и не смотря на предпринимаемые меры может привести к потере ствола скважины.
Сама модель ползучести состоит из 4 этапов и выглядит примерно так:
1 этап: упругая деформация – это выпучивание породы из активного пласта в ствол скважины. Обычно при повышении давления в скважине (рост ЭЦП) она компенсируется и может быть незаметна. Она характерна для периодов простоя, без циркуляции;
2 этап: пластическая деформация – это состояние пород активного пласта, которые выпучились в ствол скважины и в не зависимости от наличия/отсутствия циркуляции остаются там. То есть, это уже явное сужение ствола скважины, которое может быть удалено только проработкой;
3 этап: прогрессирующее течение – это момент, когда пластическая деформация становится настолько велика, что масса «языка» заставляет его начать двигаться под действием сил гравитации в ствол. В этом случае наблюдаются признаки прихвата с переходов в потерю подвижности инструмента. В зависимости от активности пласта (затухающая или незатухающая ползучесть) последствия могут быть от потери подвижности инструмента (или перекрытия ствола при отсутствии инструмента) до смятия инструмента;
4 этап: разрушение – в этом случае, «язык» отрывается от материнского пласта и остается в стволе куском горной породы. Этот этап не обязательно должен произойти. Он характерен для затухающей ползучести. В случае незатухающей ползучести будет наблюдаться просто полное заполнение ствола скважины горной породы без явных разрывов сплошности с активным пластом.