Alți factori de influență a stabilității găurii de sondă

Views: 19

Să continuăm seria dedicată stabilității rocilor…

Vorbeam despre aplicarea mecanicii rocilor în activitatea de foraj a sondelor, prilej cu care enunțam șapte factori de influență a stabilității găurii de sondă, respectiv…

1. aspectul mecano-reologic;
2. influența presiunilor de zăcământ anormale;
3. influența temperaturii și a variației acesteia;
4. influența umflării formațiunilor argiloase;
5. influența undelor de suprapresiune și de depresiune;
6. influența gradului de fisurare naturală a formațiunilor;
7. influența interacțiunii dintre filtratul fluidului de foraj și formațiunile geologice străbătute de sondă.

Să trecem la:

Influența presiunilor de zăcământ anormale

Presiunea litostatică se repartizează pe de o parte în scheletul mineral al rocii, iar pe de altă parte, direct asupra fluidelor din pori. Altfel spus, presiunea litostatică însumează cele două presiuni.

Asumând că presiunea din strat e mai mare decât cea corespunzătoare adâncimii la care se află formațiunea poros-permeabilă, rezultă că presiunea din scheletul rocii e diminuată corespunzător cu surplusul de presiune suportat de fluidele din pori; doar suma celor două presiuni (cea din scheletul rocii și cea suportată de fluidele din pori) rămâne constantă și formează presiunea litostatică.

Din perspectiva stabilității mecanice a rocilor din pereții găurii unei sonde, în situația existenței presiunilor de zăcământ anormale, se poate spune că aceste roci vor avea caracteristici mecanice mai reduse decât în situația unor presiuni normale în pori. Această realitate va favoriza apariția instabilității pereților la deschiderea masivului. Simultan, crește și pericolul fisurării nedorite a unor astfel de formațiuni geologice în situația folosirii unui fluid de foraj cu greutate specifică mărită pentru preîntâmpinarea instabilității. De multe ori, astfel de fenomene s-au constatat în practică, fără însă a li se da această explicație.

Influența temperaturii și a variațiilor acesteia

Creșterea temperaturii odată cu creșterea adâncimii conduce la accentuarea caracterului plastic al rocilor. Prin circularea fluidului de foraj în sondă are loc un transfer de căldură dinspre talpa sondei către suprafață, astfel încât temperatura rocilor din partea inferioară a găurii scade sub valorile existente în momentul deschiderii prin foraj, iar temperatura rocilor din partea superioară crește peste cea inițială. Pe durata efectuării marșurilor cu garnitura de foraj sau pe durata diverselor staționări, temperatura tinde să se restabilească.

Datorită acestor variații, în pereții găurii sondei apar eforturi unitare suplimentare ce nu pot fi ignorate. Variațiile de temperatură au caracter ciclic, ceea ce impune și luarea în considerare a fenomenului de oboseală, fenomen ce poate avea o pondere importantă.

Influența umflării formațiunilor argiloase

Traversarea formațiunilor argiloase prin foraj a arătat apariția multor dificultăți. Explicațiile inițiale au fost căutate în fenomenele de umflare și exfoliere ale acestui tip de formațiuni. Abia mai târziu, prin analiza stării de compresiune triaxială s-a concluzionat că nu era vorba de umflare și exfoliere (a se vedea Thomer, J. – „Instabilitatea formațiunilor argiloase în profilul sondei”; referat prezentat la al IV-lea Congres Mondial al Petrolului, Roma, 1955).

De fapt, problema e destul de controversată, dar în principiu, concluzia ar fi legată de faptul că, în condiții de compresiune triaxială, fenomenul de umflare e mult diminuat, prin comparație cu situația condițiilor atmosferice. Mai mult, umflarea argilelor e influențată atât de natura ei, cât și de reactivul existent în fluidul de foraj, respectiv în filtrat, de temperatură și variațiile ei ciclice, dar și de umiditatea naturală a formațiunilor.

Influența undelor de presiune și de depresiune

Astfel de unde apar în sondă la manevrarea materialului tubular, la pornirea circulației, dar și în timpul forajului propriu-zis, în situația în care pompele funcționează neregulat. Astfel de unde de presiune pot modifica starea de eforturi existentă în pereții găurii sondei.

Caracterul variabil al acestor unde ne poate duce cu gândul la fenomenul de oboseală a formațiunilor geologice traversate de sondă.

Influența gradului de fisurare naturală a formațiunilor

În timpul geologic, după depunerea formațiunilor sedimentare în strate orizontale, pe durata mișcărilor tectonice de mai târziu, aceste depuneri au fost deplasate uneori din poziția ocupată inițial.

Formațiunile sedimentare de la adâncimi medii, suficient de compactizate, sunt totuși departe de a fi perfect elastice sau perfect plastice. Mișcările amintite au produs fracturi și fisuri în masa acestor roci. Alte motive de fragmentare mecanică naturală (segregarea gravitațională) au avut caracter fizic, chimic sau fizico-chimic, existând o gamă mare de fracturi secundare fine, care nu pot fi identificate prin metode obișnuite.

Influența interacțiunii dintre filtratul fluidului de foraj și formațiunile geologice străbătute de sondă

Interacțiunea filtrat fluid foraj – formațiune geologică se încadrează în categoria celor de natură fizico-chimică, lucru ce impune dezvoltarea tehnologiei fluidelor de foraj, lucru care s-a întâmplat deja în ultimii treizeci de ani.

---

Voi continua această serie cu un articol în care trebuie să definim notațiile ce vor fi folosite mai departe… Până atunci, acest efort merită, sau nu? 😆

Deplasare prin serie

<< Stabilitatea formațiunilor geologice traversate de sondeNotații și note necesare >>