Анизотропия набухания глинистых пород: оперативный способ и портативная аппаратура для ее оценки

Swelling anisotropy of argillaceous solids: an operative way and portable equipment for its estimation

B. Bayduk, L. Sheets, M. Talakhadze, OJSC SPA Burovaya Technika - VNIIBT

Взаимодействие разбуриваемых горных пород с водной фазой бурового раствора - важный фактор влияния на устойчивость стенок открытого ствола скважины. Механизмы влияния воды на прочностные характеристики горной породы могут быть разные, но наиболее важен механизм гидратационного разупрочнения глинистых пород. Гидратация глин, особенно трехслойной структуры, характерной для минералов группы монтмориллонита, сопровождается их набуханием и возрастанием внутренних напря-жений в объеме гидратируемой породы.

Это сложный физико-химический процесс, приводящий к деформации, разрушению и, в конечной стадии, диспергированию гидрофильной глинистой породы в водной фазе бурового раствора. Начинается этот разрушительный процесс с набухания тонкого слоя породы у поверхности ее контакта с жидкой средой. Но постепенно, с большей или меньшей скоростью, он распространяется вглубь пласта вследствие капиллярной пропитки породы водной фазой и развития диффузионно-осмотических процессов.

Swelling anisotropy of natural clay and clay shales in contact with drilling fluids is important factor to take account for successful drilling of wells in difficult geological conditions. Swelling pressure in natural сlay shales is not identical in different directions that can be reflected in stability of walls of open hole with change of its trajectory. The technique and the portable measuring equipment are developed for estimation anisotropy of clay swelling by means of testing of core samples or cuttings. Laboratory researches of the technique and the equipment have confirmed an opportunity and expediency of their use in field and stationary conditions.

Если вас интересует полный текст статьи, Вы можете заказать ее в издательстве.

Литература

В.С. Новиков. Устойчивость глинистых пород при бурении скважин // М., Недра. 2000. С. 60.
А.В. Степанов. Причины особенностей разрушения упруго-анизотропных тел. // Изв. АН СССР, сер. физическая. 1950. Т.14. №11. С. 123.
М.В. Рац. Неоднородность горных пород и их физических свойств // М., Наука. 1968.
Б.В. Байдюк, В.С. Зарецкий и др. Методическое руководство по определению и использованию показателей свойств горных пород в бурении. РД 39-3-679-82 // М., Миннефтепром СССР. 1983.
Б.В. Байдюк. Физико-механические основы процессов бурения скважин // М., ИРЦ "Газпром". 1993. С. 39 - 46.
Б.В. Байдюк, Л.А. Шиц, М.Г. Талахадзе. О некоторых факторах нарушения устойчивости стенок скважины. НТЖ. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море // М., ОАО "ВНИИОЭНГ". 2005. №7. С. 12 - 14.