Силовое воздействие оттаивающих пород на крепь скважин в арктических регионах

Строительство и эксплуатация нефтяных и газовых скважин в районах крайнего Севера осложняется присутствием толщи многолетнемерзлых пород (ММП), мощность которой может достигать 700 метров и более. Наличие мерзлоты провоцирует развитие ряда негативных процессов, требующих учета при проектировании и строительстве нефтегазопромысловых сооружений. Особую актуальность данный вопрос приобретает при строительстве и эксплуатации добывающих скважин, тепловое влияние которых распространяется на всю мощность мерзлой толщи. Многолетний опыт показывает, что строительство и эксплуатация скважин, расположенных в зоне распространения ММП, сопровождается различного рода осложнениями.
Например, на стадии бурения возможно интенсивное оттаивание стенок скважины, что в итоге может приводить к их обрушению, примерзанию бурильной колонны (при спуске холодного инструмента), некачественному цементированию. На стадии эксплуатации скважин, происходит разогрев и оттаивание пород околоскважинного пространства, что может повлечь множество технологических осложнений. Наиболее распространенным среди них является образование воронок и провалов грунта в приустьевой зоне скважины, вследствие чего происходит перекос фонтанной арматуры, который опасен возникновением механических напряжений и разрушением отводов. При длительных остановках эксплуатационных скважин (более 2-х месяцев) происходит обратное промерзание оттаявших пород и возникает риск возникновения избыточного давления в водосодержащих массах межколонного и заколонного пространств, которое способно вызвать деформации и смятие обсадных труб крепи, а также их разрывы и нарушение герметичности колонн. <...>