Источник: Современные методы предупреждения и ликвидации аварий в разведочном бурении. – М.: Недра, 1977. – 200с. С. 3-4.
Сооружение скважины – трудоемкий инженерно-технологический процесс, нередко осложняющийся различного рода авариями, которые снижают производительность труда и повышают себестоимость буровых работ. На устранение аварии в год тратится от 5 до 10 % рабочего времени. Часто причинами списания скважин, не выполнивших геологического задания, также являются аварии и осложнения.
Один из самых распространенных, многообразных, сложных и трудоемких типов аварии в разведочном бурении – прихваты. На их долю приходится до 60-80 % аварийного времени. Кроме того, обрывы, развертывания и падения инструмента часто сопровождаются прихватами или предшествуют им. С ростом глубин разведочного бурения и уменьшением диаметров скважин сложность и тяжесть прихватов, а также процесса их ликвидации непрерывно возрастают. Причем если на устранение одного обрыва затраты ежегодно сокращаются, то на ликвидацию одного прихвата – увеличиваются. Значительно повышаются затраты на вспомогательные операции, связанные с предупреждением и ликвидацией прихватов, а также предшествующих им осложнений. Большая часть металла в разведочном бурении расходуются на крепление скважин из-за низкой оборачиваемости обсадных труб вследствие их прихвата. Обсадные колонны длиной свыше 30 м, при закрытии скважин грузоподъемными приспособлениями не извлекаются.
Потеря устойчивости ствола скважины является самым распространённым видом осложнений, вызывающим тяжелые прихваты бурового снаряда и обсадных труб. Прихваты, обусловленные нарушением устойчивого состояния приствольной зоны, происходят при бурении сжимаемых вязкопластичных отложений; слабо связанных, сильнотрещиноватых и крутозалегающих пород; интервалов осыпей, обвалов и кавернообразований; пересечение старых горных выработок и карстовых пустот, заполненных обломочным, сыпучим материалом и плывунами.
В глинах, которые входят в состав пород, слагающих стенки скважины, одновременно протекают два противоположно направленных процесса: пластическое вытекание в ствол под действием разности горного и гидростатического давления, сопровождающееся сужением, а также разрушение и осыпание, приводящие к кавернообразованию и увеличению диаметра скважины.
Несоответствие фильтрата промывочной жидкости составу поровых солей глинистых пород приводит к разупрочнению последних в результате диффузионных и осмотических явлений. Проработка ствола скважины с прогнозом по нему потерянного керна, постановка колонкового набора на забой и разбуривание оставшихся кусков являются весьма трудоёмкими и длительными операциями. При устранении этих осложнений очень быстро выходят из строя долота и коронки, особенно алмазные, происходят прихваты и обрывы снаряда. Керн нередко застревает в кавернах, желобах и трещинах. Во время бурения изогнутая вращающаяся колонна, ударяясь о стенки скважины, может вытряхнуть керн, что приведёт к мгновенному расклиниванию снаряда и его обрыву. В процессе подъёма инструмента также возможна затяжка его между керном и стенками скважины. С увеличением прикладываемых нагрузок возрастает сила прихвата.