Изучение объективных факторов, определяющих конструкцию скважины

Первый этап предусматривает изучение объективных (не изменяющихся во времени) факторов, определяющих конструкцию скважины:

• целевых факторов, определяющих глубину бурения и конечный диаметр скважины
• геологических факторов, определяющих число обсадных колонн и глубину их постановки

Наиболее значимыми для конструкции скважины являются геологические факторы, так как именно они могут вызвать необходимость крепления ствола скважины в нескольких интервалах; остальное многообразие факторов при проектировании конструкции скважины менее существенно.

По степени устойчивости стенок и возможности их самопроизвольного обрушения выделяют четыре группы пород:

• c низкой устойчивостью - породы, требующие обсадки сразу, после их разбуривания (несвязные моренные отложения, сильнотрещиноватые, раздробленные, зоны обрушений отработанных шахтных горизонтов и т.п.)
• c пониженной устойчивостью (1-20 суток) - породы, находящиеся в неравновесном состоянии с преобладанием в них (вблизи стенок скважины) высоких пластических напряжений; отягощение этого напряженного состояния вызывается многократными динамическими нагрузками от работающего бурового инструмента.
• породы средней устойчивости, способные сохранять устойчивость открытого ствола от 20 до 150 суток; состояние стенок скважины, сложенной этими породами, характеризуется упруго-пластичными напряжениями; воздействие бурового инструмента не оказывает заметного влияния на устойчивость стенок скважины длительное время
• плотные, ненарушенные породы с устойчивостью более 150 суток.

Поглощающую способность горных пород оценивают коэффициентом фильтрации от 0,005 до 6500 м3 /сут.

Исходя из разрешающей способности буровых геологоразведочных насосов, выделяют три группы пород:

• с катастрофическим поглощением
• с сильным поглощением
• с частичным поглощением.

По наличию водопритоков геологический разрез разделяют на четыре группы пропорционально проценту водопритока, отнесенного к расходу промывочной жидкости: горизонты с очень сильным, сильным, частичным и несущественным водопритоком.

При опасности экологического нарушения массива необходимо каждый из экологически опасных факторов исключить, например, каждая отработанная горная выработка, водоносный горизонт или газоносный пласт должны быть изолированы.

Чувствительность горных пород к водоотдаче определяется их качественным изменением при контакте с водой; по этому свойству выделяют три группы пород:

• существенно изменяющие свое агрегатное состояние или выщелачивающиеся
• изменяющиеся частично
• водоустойчивые

По температурному фактору выделяют три группы горизонтов:

• вечную мерзлоту (отрицательные температуры ствола скважины)
• горизонты со средними (0-60°)
• горизонты c повышенными (свыше 60 °С) температурами.

По углам падения пород выделяют две группы:

• пологие пласты
• крутопадающие пласты

В производственных условиях следует стремиться к постановке многофункциональных обсадных колонн, способных одновременно перекрывать несколько опасных для процесса бурения горизонтов.