Неожиданный уход раствора при бурении является весьма опасным для состояния скважины. При внезапном уходе раствора резко падает его уровень в скважине, давление на стенки становится недостаточным для удержания неустойчивых пород от осыпания и в результате происходит энергичное сползание и обвал стенок скважины, приводящий к сложной и длительной аварии. Ликвидация аварии при наличии на забое пород, поглощающих раствор, осложняется тем, что нельзя пользоваться для освобождения инструмента промывкой раствором или нефтяной ванной.

При ликвидации поглощения промывочной жидкости в современных условиях проводки скважин, как правило, пользуются общеизвестными в буровой практике материалами, применяя их как в чистом виде, так и в комбинации друг с другом в виде жидких смесей, густых смесей (паст) и пр. К таким материалам относятся: промывочные глинистые растворы, обычно с присадкой бентонитовых глин, цементные растворы, известь, жидкое стекло, глино-цементные смеси (гельцементы и пасты), гипс с замедлителями схватывания и т. д. Однако практика показала, что в ряде случаев применение уплотняющих материалов, выполненных на глинистой основе (глинистые и глино-цементные растворы, пасты и пр.), часто не дают положительных результатов. Это особенно относится к горным породам, по трещинам которых циркулируют подземные воды. Объясняется это тем, что глинистые материалы сравнительно легко размываются подземными водами и растекаются на значительные расстояния от ствола скважины.

В последнее время для борьбы с интенсивными поглощениями жидкости успешно применяют различные синтетические смолы, битумные мастики, как в чистом виде, так и в смеси с инертными наполнителями.

Выбор тех или иных материалов для борьбы с поглощением промывочной жидкости, а также способов и приемов работы с ними зависит от формы и размеров поглощающих каналов в горной породе.

В качестве предупредительных мер возможного небольшого поглощения промывочной жидкости рекомендуется регулирование таких основных параметров глинистого раствора, как удельной вес, водоотдача, статическое напряжение сдвига.

В этих случаях лучше применять растворы, приготовленные из бентонитовых глин или с присадкрй бентонитовых глин. Растворы из бентонитовых глин имеют небольшой удельный вес при достаточно высоких значениях напряжения сдвига и вязкости и обладают хорошими структурно-механическими свойствами, загустевая при прекращении циркуляции промывочной жидкости. Поэтому первым средством борьбы с уходом циркуляции является немедленная подача на забой раствора наибольшей вязкости, который может быть взят насосом. Если я?е это мероприятие не дает положительных результатов, то приступают к добавке к глинистому раствору различных реагентов, которые не увеличивают резко вязкость во время прокачивания насосом, но, проникая в поры пласта, быстро и плотно заполняют их. Из таких веществ применяют при бурении следующие.

1. Прибавление к раствору негашеной извести в количестве от 10 до 15 вес. % глины (30—40 кг извести на 1 м3 раствора). Известь лучше добавлять к раствору не сразу в полном количестве, а постепенно, так как с добавкой первых порций извести уже увеличивается вязкость раствора. Ценное свойство извести заключается еще и в том, что вязкость раствора с добавкой извести увеличивается со временем, т. е. в течение нескольких дней. Поэтому после обработки пористых пород раствором и известью полезно оставить скважину в покое на 8—12 ч. Смешивание раствора с известью производят в обычной приводной глиномешалке. Глиномешалку заполняют водой примерно на 3/4 объема, досыпают доверху (до полного объема барабана мешалки) известью и тщательно размешивают. Полученное известковое молоко спускают ровной струей в приемный чан для насоса и приступают к изготовлению в глиномешалке второй порции известкового молока.

2. Прибавление к глинистому раствору цемента в количестве от 10 до 12 вес. % глины. Смешивание глинистого раствора с цементом производится также в обычной глиномешалке. В мешалку заливают нормальный глинистый раствор на 0,9 объема барабана и затем дополняют сухим цементом, тщательно все перемешивают и спускают в приемный чан. Для заиливания пор цементом нужно оставить скважину в покое на 12—20 ч. В результате заполнения пор и трещин цементом порода становится непроницаемой и приобретает дополнительную прочность. В случае применения чистого цементного раствора или присадки цемента к глинистому раствору следует иметь в виду, что цементный раствор будет проникать в трещины только в том случае, когда размер зерен цемента будет в 4—5 раз меньше размера трещин. Поэтому цементирование трещиноватых пород практически возможно при ширине трещин не менее 0,20 мм.

3. Прибавление к глинистому раствору жидкого стекла в количестве 4—5 об. % раствора (40—50 кг жидкого стекла на 1 м3 раствора). Добавку жидкого стекла производят не в приемном чане, а в желобах, причем стекло небольшой струей сливают на широкую дощечку, специально установленную внутри желоба выше^ уровня раствора. Жидкое стекло, разливаясь по ширине желоба, поступает в раствор тонкой пленкой и окончательно перемешивается с раствором, поступая в приемный чан. Глинистый раствор с примесью жидкого стекла имеет обычно небольшую вязкость и хорошо прокачивается насосом, но попадая в поры пласта, раствор через некоторое время сильно густеет, закупоривая поры. Поэтому после обработки скважины жидким стеклом нужно оставить ее в покое на 8—10 ч.

При вскрытии трещиноватых пород весьма эффективные результаты дает применение специальных глиноцементных смесей, приготовленных на базе бентонитовых глин, а также быстрогустеющих и быстросхватывающихся смесей, в состав которых входят глинистый раствор, цемент, жидкое стекло, каустическая сода, гипс, алебастр, вода.

Для приготовления 1 м3 глиноцементной массы требуется глинистого раствора 0,850—0,700 м3 и стандартного тампонажного цемента 540—900 кг. Время загустевания глиноцементной смеси изменяется в широких пределах в зависимости от качества глинистого раствора и количества цемента. Увеличение содержания цемента в смеси ускоряет загустевание и повышает прочность цементной массы.

Время от момента затворения до начала загустевания смеси должно быть достаточным для проведения всех операций, начиная от приготовления смеси до ее подачи на забой скважины.

Глиноцементная смесь приготовляется на буровой в деревянных ящиках, емкостью от_0,5 до 1,5 м3, приспособленных к пуску смеси непосредственно в скважину.

В деревянный ящик заливается определенное количество глинистого раствора, к которому добавляется постепенно требуемое количество цемента. Во время засыпки цемента содержание ящика непрерывно и тщательно перемешивается вручную лопатой до получения однородной массы в течение не менее 15 мин. Готовая смесь выпускается из ящика в скважину.

Быстрогустеющие и быстросхватывающиеся смеси имеют повышенную прочность затвердевшей массы и более короткие сроки схватывания по сравнению с глиноцементными смесями. Кроме того, они допускают возмояшость широкого регулирования сроков загустевания смеси в зависимости от количества введенных составных частей (жидкого стекла и каустической соды). Чем больше содержание каустической соды в смеси, тем более жидкой будет ее консистенция в начальный момент. Начало и конец схватывания при этом отдаляются. Жидкое стекло повышает густоту смеси и сокращает сроки схватывания.

В зависимости от качеств исходных материалов и заданного времени загустевания составляются следующие пропорции быстрогу-стеющих смесей:

Приготовление быстрогустеющих смесей возможно в обычных приводных глиномешалках или в деревянных ящиках.

Рекомендуется следующий способ приготовления смесей в глиномешалках и ящиках. В глиномешалку или ящик, устанавливаемый над устьем скважины, загружают сначала жидкое стекло, затем каустическую соду и воду. К этой смеси добавляют необходимое количество глинистого раствора и содержимое ящика непрерывно перемешивают, добавляя при этом постепенно нужное количество цемента. Перемешивание продолжается до получения однородной массы, после чего готовая смесь выпускается в скважину.

Количество и качество закачиваемой в скважину смеси устанавливается техническим руководством ГРП или экспедиции в зависимости от интенсивности поглощения, диаметра скважин и рецепта химической лаборатории.

Перед заливкой смеси необходимо опустить в скважину деревянную пробку длиной, превышающей диаметр скважины в 2,5—3 раза с манжетами. Нижний конец пробки следует заострить на конце. Замена деревянной пробки забрасыванием шариков из цемента или глины не допускается.

По окончании заливки смеси замеряется уровень жидкости в скважине, после чего в скважину опускается верхняя деревянная пробка.

Перед продавливанием в трещину смесь должна выдерживаться между двумя пробками до момента загустевания и приобретения необходимой консистенции, обеспечивающей удержание ее в трещине или в каверне. Продавливание смеси в скважину и задавливание ее в трещины производится весом столба глинистого раствора, а в случае необходимости с помощью насоса.

После заливки глинистого раствора по расчету замеряется уровень смеси в скважине. Если уровень соответствует заранее вычисленному, то скважина оставляется в покое не менее чем на 12 ч для затвердения смеси. Если после заливки глинистого раствора окажется, что смесь не доведена до надлежащей глубины, то необходимо залить дополнительное количество глинистого раствора и затем повторным замером проверить уровень смеси в скважине.

В тех случаях, когда почти весь глинистый раствор уходит и в скважине остается только несколько метров жидкости, поступают следующим образом: смесь, заготовленная в полуторном объеме по сравнению с предыдущим примером, заливается на забой скважины и оставляется там на срок, устанавливаемый лабораторией для данной рецептуры.

Проверкой уровня залитой смеси определяют, не ушла ли она вся в трещины и не требуется ли дополнительной заливки. После этого опускают верхнюю пробку, и весом инструмента, опущенным в скважину, загустевшая масса задавливается в трещины с таким расчетом, чтобы в скважине осталась часть ее, перекрывающая зону поглощения.