Задачи устойчивости упругих и упругопластичных горных пород

Шипилова, Ольга Александровна

Задачи устойчивости упругих и упругопластичных горных пород тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

Шипилова, Ольга Александровна АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Альметьевск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Задачи устойчивости упругих и упругопластичных горных пород»

Автореферат диссертации на тему "Задачи устойчивости упругих и упругопластичных горных пород"

На правах рукописи

Шипилова Ольга Александровна

ЗАДАЧИ УСТОЙЧИВОСТИ УПРУГИХ И УПРУГОПЛАСТИЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

01.02.04 — механика деформируемого твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2006

Работа выполнена на кафедре прикладной механики Альметьевского государственного нефтяного института

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Алиев Мехрали Мирзали оглы

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор

Каюмов Рашит Абдулхакович;

кандидат физико-математических наук, доцент

Бережной Дмитрий Валерьевич

Ведущая организация: Татарский научно-исследовательский

и проектный институт нефти, г. Бугульма

Защита состоится 25 декабря 2006 г. в II30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.079.05 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: 420111, Казань, ул. К. Маркса, д. 10 (E-mail: kai@kstu-kai.ru). ,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

С авторефератом можно ознакомиться на сайте: www.kai.ru.

Автореферат разослан 23 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Снигирев В.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений ставит перед исследователями ряд задач, которые могут быть решены методами механики деформируемого твердого тела. Настоящая работа посвящена решению задач кратковременной и длительной устойчивости незакрепленных стенок нефтяных скважин.

В связи с ростом глубин бурения и переходом на позднюю стадию разработки нефтяных месторождений в сложных геологических условиях возрастает актуальность проблемы обеспечения устойчивости необсаженного ствола. Основным направлением решения этой проблемы является теоретический прогноз поведения горных пород в процессе проводки скважины. Необходимость теоретических исследований также вызвана большими трудностями в получении достоверных параметров устойчивости в ходе натурных наблюдений.

Цель диссертационной работы. Разработка методик расчета кратковременной и длительной устойчивости горных пород вокруг скважин и исследование теорий прочности, приемлемых для ее оценки.

Научная новизна:

1. Разработан критерий кратковременной прочности для решения задач устойчивости стенок вертикальных скважин. Предложенный критерий не содержит характеристику прочности на растяжение и учитывает изменение характеристик прочности на сдвиг вследствие разупрочнения горной породы.

2. Впервые применены критерии Баландина и Шлейхера к расчету прочности линейно деформируемой модели горной породы; на их основе определены предельные значения плотности жидкости, удерживающей в равновесии стенку скважины.

3. Предложена методика определения параметров длительной устойчивости наклонных скважин, исходя из теорий Л.М. Качалова и С.Н. Журкова.

Практическая значимость работы. Все задачи, рассмотренные в диссертации, имеют практическую направленность. Полученные результаты могут найти применение в области бурения и эксплуатации нефтяных скважин:

- для расчета скорости сужения ствола скважины и безопасного времени проведения различных технологических операций бурения;

- при определении оптимальных значений плотности бурового раствора, обеспечивающего устойчивость стенки наклонной скважины, в том числе с учетом перепада температуры в стволе;

- для прогнозирования времени длительной устойчивости открытых стволов эксплуатируемых наклонных скважин.

Составленные программы расчета в системах Excel и Pascal позволяют проводить численные исследования устойчивого состояния горных пород, слагающих стенки скважин.

На защиту выносятся:

1. Математические модели для определения размеров области предельного равновесия и скорости сужения ствола вертикальной скважины с учетом изменения прочностных характеристик горной породы.

2. Возможность применения критериев кратковременной и длительной прочности для расчета устойчивости стенок вертикальных и наклонных скважин.

3. Расчет устойчивости стенок скважин с учетом температурных эффектов в стволе.

4. Методика определения параметров длительной устойчивости открытых стволов скважин на основе данных геофизических исследований.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены:

- на втором региональном научно-практическом семинаре «Социально-экономические реалии и перспективы развития нефтебизнеса на юго-востоке Татарстана» (г. Альметьевск, 2001 г.);

- на всероссийской научно-технической конференции «Большая нефть: реалии, проблемы, перспективы» (г. Альметьевск, 2001г.);

- на научно-технической конференции «АлНИ - 2002» (г. Альметьевск, 2002 г.);

- на научной сессии АГНИ по итогам 2003 года (г. Альметьевск, 2003

г);

- на всероссийской научно-практической конференции «Большая нефть XXI века» (г. Альметьевск, 17-20 октября 2006 г.);

- на межвузовском семинаре по механике деформируемого твердого тела под руководством член.-кор. АН РТ Паймушика В.Н., КАИ — КГТУ, Казань, 2006 г.

Основные результаты, полученные в диссертации, вошли в научно-технические отчеты, выполненные на кафедре прикладной механики АГНИ, на темы: № 24-99 «Экспериментальное и теоретическое изучение слоистых горных пород вокруг скважин», 2000 г; № 3-01 «Разработка математических и натурных моделей для исследования напряженно-деформированного состояния стенок глубоких наклонно-направленных и горизонтальных скважин в неустойчивых породах», 2002 г; № 6-03 «Прикладные задачи механики твердого деформируемого тела при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин в разупрочняющихся слоистых породах», 2003 г; «Исследование длительной прочности глинистых пород вокруг открытых стволов методом термофлуктуационной концепции», 2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 7 статей и 3 тезиса.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения и 4 разделов, включает основные выводы, список литературы; изложена на 136 страницах компьютерного текста, содержит 38 рисунков, 41 таблицу. Список литературы включает 106 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулированы цель, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе дан аналитический обзор работ в области устойчивости горных пород, слагающих стенки нефтяных и газовых скважин; рассмотрены теории кратковременной и длительной прочности, применяемые различными исследователями для решения этих задач; поставлены задачи исследований.

Исследованию механических процессов в горных породах применительно к нефтяным и газовым скважинам в связи с осложнениями при бурении посвящены работы М.Т. Алимжанова, Б.В. Байдюка, И.В. Баклашова, B.C. Войтенко, P.M. Дашко, А.Н. Динника, В. Мори, С.Г. Лехницкого, Н.Р. Рабиновича, М.К. Сеид-Рза, Г.А. Семенычева, А.И. Спивака, Т.Г. Фараджаева, Л.А. Шрейнера, P.C. Яремийчука и многих других.

В выполненных исследованиях и разработанных методиках расчёта не уделено достаточного внимания изменению прочностных характеристик горных пород в условиях увлажнения, выбору теории прочности, температурным эффектам в скважине. Длительная устойчивость открытых стволов скважин в условиях сложного напряженного состояния практически не исследована. Недостаточно изучены особенности прочностных расчетов стенок горизонтальных и наклонных скважин.

Во второй главе разработаны математические модели для решения задач устойчивости незакрепленных стенок вертикальных скважин, пробуренных в изотропных породах. Для оценки устойчивости рассматривается действие горного давления и влияние изменения прочностных свойств горной породы в процессе проводки скважины.

Процессы около скважины развиваются во времени и отражают различные формы проявления горного давления, которые могут заканчиваться либо на стадии образования около нового поля напряжений (при этом деформации горных пород остаются в пределах упругих), либо сопровождаются неупругими деформациями (т.е. образованием области, в которой породы переходят в предельное состояние). Кавернообразование и сужение стволов связаны с последней формой проявления горного давления. В случае хрупкого разрушения происходит кавернообразование, когда же

превалирует вязкопластическое течение - сужение ствола. Если ствол будет закреплен, то в последнем случае на обсадную колонну начнут действовать дополнительные нагрузки.

В основу расчетной схемы, предложенной B.C. Войтенко, положена гипотеза о том, что при вскрытии горного массива вокруг скважины образуется три области: предельная или область пластических деформаций, упругих деформаций и зона, напряжения в которой соответствуют напряжениям нетронутого массива. Породы в первой области находятся в состоянии квазипластического течения и стремятся переместиться в ствол скважины. Интенсивность смещения стенок скважины зависит главным образом от размеров предельной области и скорости ее образования.

Предполагая, что деформация вдоль оси скважины равна нулю, и принимая скважину в виде полого цилиндра, нагруженного внешним горным давлением и внутренним давлением столба жидкости, определены размеры области пластических деформаций.

При аппроксимации горной породы неоднородной несжимаемой вязкопластичной средой условие текучести Треска принято в виде

стг~ств=-2с(г), (1)

где с(г)- предел текучести горной - породы при сдвиге, изменяющийся в радиальном направлении вследствие неравномерного увлажнения породы. При достаточном удалении от стенки скважины c(r) = c = const - предел текучести в нетронутом массиве.

Предложена закономерность изменения с(г) в виде линейной функции с(г) = с + дс(г-^), (2)

где: Ас - приращение предела текучести породы при сдвиге в зависимости от радиуса (Па/м), Rc- радиус скважины.

Распределение напряжений в предельной области, занимающей кольцо Rc < г < R (R - радиус граничной окружности, отделяющей предельную область от области упругих деформаций), определяется принятым условием текучести и дифференциальным уравнением равновесия

+ ZiUo (3)

dr г

из условия, что на стенке скважины (г = Rc) радиальное напряжение равно давлению удерживающей жидкости (сту — рс).

Учитывая, что по условию сплошности среды напряжения при переходе через границу предельной и упругой областей изменяются непрерывно и на границе областей вертикальное напряжение равно горному давлению (при г — R <JZ — рг), записывается соотношение для определения радиуса предельной области

рг-рс=2с([-Ас)\п-ьс + ЗДс(Л-Яс), (4)

Яс

где рг - горное давление.

Знание интенсивности смещения стенок скважины необходимо для управления процессом кавернообразования, правильного планирования различных технологических операций, расчета обсадных труб, плотности удерживающей жидкости и времени безопасного ведения работ.

Для скоростей деформации в радиальном направлении существует зависимость:

âsr _ 1

(Т2+сгв)

(5)

ât щ где tjq - вязкость породы.

Интегрируя уравнение (5) с учетом полученных выражений для напряжений, определяется скорость сужения ствола скважины

JD -3

V = ~ = ——(R - i?c)[c + 0,5 ¿c{R - Rc )]. (6)

at 2щ

Далее горная порода аппроксимируется неоднородной вязкосыпучей средой, прочностными характеристиками которой являются переменное сцепление с(г) и постоянный угол внутреннего трения р. Условие предельного равновесия принимается в виде закономерности Кулона-Мора

ав—сгг= (ав + <уг) sin р + 2 c(r) cos р (7)

и определяются радиус предельной области и скорость сужения ствола скважины.

При аппроксимации горной породы связной сыпучей средой с переменными сцеплением с(г) и углом внутреннего трения породы р(г), предложены закономерности изменения этих параметров в виде линейных

c(r) = c + Ac(r-Rc); p(r) = p + Ap(r-Rc), (8)

( Ар - приращение угла внутреннего трения, град/м) и экспоненциальных функций

c(r) = ceP{r~Rc); (9)

р(г)^реа^\ (10)

где: а,Р - параметры приращения сцепления и угла внутреннего трения породы в зависимости от радиуса.

Условие предельного равновесия Кулона-Мора принимается в виде

<je-<jr ~{ав + ar)smp(r) + 2c(r)cosр(г) (11)

и выполняются аналогичные решения.

Для проверки дбстоверности полученных результатов рассмотрена

—8

зависимость скорости сужения ствола V • 10 от глубины скважины г (рис.1). Полученные результаты подтверждаются данными лабораторных и промысловых исследований, известными из литературы.

2000

6000

-РЯД1

а) б)

Рис.1. Графики зависимости скорости сужения ствола скважины от глубины: а) линейное изменение прочностных характеристик горной породы. Ряд 1 - вязкопластичная среда, ряд 2 — вязкосыпучая среда, ряд 3 — связная сыпучая среда; б) экспоненциальное изменение прочностных характеристик связной сыпучей среды.

В третьей главе исследуется вопрос выбора критерия прочности для решения задач устойчивости наклонных скважин в упругой постановке. У стенки скважины горная порода находится в сложном напряженном состоянии. Распределение напряжений на стенке наклонной скважины приведено в литературе в виде обобщенной задачи Кирша. Если сочетание этих напряжений (эквивалентное напряжение) больше допускаемого напряжения для породы, происходит разрушение околоствольной зоны. Предполагая, что соотношение между напряжениями вплоть до разрушения не меняется и, внося их в критерий прочности породы, определен допустимый диапазон приведенного давления в скважине и соответствующие ему предельные значения плотности удерживающей жидкости рж, в роли которой может выступать, например, буровой раствор. Минимальное значение плотности, определяемое расчетным путем, позволяет выбрать критерий прочности, используя который, удается обеспечить устойчивость стенки скважины.

Принимается область достоверности критерия прочности. В качестве такой области рассмотрен простейший случай: изотропная, однородная горная порода, имеющая нулевой коэффициент Пуассона, пластовое (поровое) давление отсутствует. Очевидно, что для обеспечения устойчивости стенки вертикальной скважины, пробуренной в массиве из такой породы, не потребуется удерживающее давление жидкости, так как боковое расширение породы не будет иметь место независимо от глубины скважины. Любая теория, приводящая к такому же результату в этой области, будет верной. Проанализировано три критерия прочности.

Критерий Друккера-Прагера для прочностных расчетов изотропных горных пород был применен Н.Р. Рабиновичем в виде

3(ог-1) 2сгс

СГи+-—-7> (12)

а +1 а +1

где <ти - интенсивность напряжений, а — <тс /а р, сгс,стр - пределы прочности

горной породы на сжатие и растяжение соответственно, сг - среднее напряжение.

Продолжив исследование этого критерия, было обнаружено, что в решении Н.Р. Рабиновича в формуле для интенсивности напряжений были отброшены подчеркнутые слагаемые:

сг,, =

л/2

6(д-а)2 +&(д-а)Ь + + 2К2 +32Ь2 +%КЬ + 6с12

- а)2 + (/ - а + 4уь)2 + ъй2 + + 4(^-Ь) + 16Ь2 +4КЬ

(13)

где параметры а,Ь,с1,/,К - входят в выражения для компонент напряжения и приведены в решении Н.Р. Рабиновича; V - коэффициент Пуассона горной

— °и

породы; аи =——.

В работе эти слагаемые включены в формулы для приведенного давления в скважине:

Чтп = а

2Ь 3

^-а-пу,

9 3

а = а---

7ЯИ _

:(ь-п),

(14)

(15)

где: Я =

2ос 3(а-1)_

а+1 а+1

а, Ь = (/ - а + АхЬу + 3^ + 4(/ - а + 4уь)ь +1ш

а-——; о- =-.

Фг Фг

Используя полученное условие устойчивости пород, согласно (14)

Ар р — р

определено приведенное давление в скважине д = —- =- в области

ЛРг Рг-Рп

достоверности критерия и выявлено, что решение Н.Р. Рабиновича приводит к качественно не верным результатам в случае, когда предел прочности породы на сжатие не равен разнице горного рг и пластового давлений рп.

В работе впервые рассмотрена возможность применения теорий Баландина и Шлейхера к расчету прочности изотропных горных пород.

Критерий Баландина, как показано в исследованиях различных авторов, удовлетворительно согласуется с данными экспериментов для бетона и каменных материалов. В безразмерных величинах для изотропной горной породы критерий приведен к виду

+ 3(ог - 1)<т = . (16)

Арг<х

Допустимый диапазон приведенного давления в скважине получен в Чт*=<* + 2Ь-^4Ь2-Е; (17)

виде

„ 1

где Ь = — 6

Ятт=а + 2Ь + ^4Ъ2-Е, (18)

; = —(2а + / + луь + 4£);

д + 2(а-\)стс ^_2ас

аАРг 0(Арг Д = (/ _ а + 4уь)2 + (/ - а + а\ь + 4ь)2 + ы2 +16ь2.

Критерий прочности Шлейхера, включает в зависимости между компонентами напряжения и прочностными характеристиками коэффициент Пуассона V. С учетом этого было предположено, что этот критерий наиболее приемлем для горных пород, находящихся в упругой стадии вплоть до разрушения. Для изотропных горных пород критерий приведен к виду

<т — су у ч о" о* (19)

^-р (¡1 + 25)--с-£ = 0,

Ф, 4 ' Ф.2

— - коэффициент 601 V

Критерий Шлейхера при v — 0,5 совпадает с критерием Баландина.

где 8 =-- коэффициент бокового горного давления.

1-у

Допустимый диапазон приведенного давления в скважине получен в

виде

(2о> (21)

где = 3£2 + 23(1 -+ + б)2.

а а

Для сравнительного анализа критериев вычислялась минимально допустимая плотность удерживающей жидкости для наклонных скважин. Рассмотрено влияние коэффициента Пуассона, предела прочности горной породы и угла наклона скважины на величину плотности удерживающей жидкости.

Анализ полученных результатов показал: 1) При рассмотрении влияния коэффициента Пуассона результаты по всем критериям сближаются; теория Шлейхера, как и ожидалась, мало чувствительна к изменению коэффициента Пуассона; влияние отброшенных слагаемых в формуле (13) ощутимо только для наклонных скважин, особенно при малых значениях коэффициента Пуассона (рис. 2).

коэффициент Пуассона

—♦— Шлейхер —»—Баландин —ь—Друккер-Прагер * -х—Друккер-Прагер

Рис. 2. Графики зависимости минимальной плотности удерживающей жидкости от коэффициента Пуассона горной породы для наклонной скважины (угол наклона СС0 = 70°).

* - Решение Н.Р. Рабиновича

Рис. 3. Графики зависимости минимальной плотности удерживающей жидкости от предела прочности на сжатие горной породы для наклонной

скважины (угол наклона СС0 - 50°); 5 = Сс I Лрг.

1200

1000

800 -

600 400

200

10 20 30 40 50 угол наклона в град.

■Шлейхер —я—Баландин * Друккер-Прагер*

-Друккер-Прагер

Рис. 4. Графики зависимости минимальной плотности удерживающей жидкости от угла наклона скважины.

2) Критерии Баландина и Шлейхера лучше учитывают изменение предела прочности на сжатие горной породы (рис. 3). 3) При рассмотрении влияния угла наклона скважины на ее устойчивость по критериям Баландина и Шлейхера получены схожие результаты, а именно: наиболее неустойчивым является ствол, имеющий угол наклона от 40 до 60 градусов. Критерий

Друккера-Прагера дает качественно отличающиеся результаты: плотность удерживающей жидкости возрастает с увеличением угла наклона скважины (рис. 4).

С целью изучения температурных эффектов в стволе скважины принято, что напряжения в некоторой точке на стенке наклонной скважины определяются уравнениями, полученными из соответствующих выражений, добавлением к тангенциальным (7 д и вертикальным ст2 напряжениям

температурных напряжений:

£ = -

ЛЕ АГ 1-1/ Арг

(22)

где Я- коэффициент линейного расширения породы 1 /С; АТ- изменение температуры породы на стенке скважины после теплообмена.

Определена плотность удерживающей жидкости с учетом изменения температуры. Графики на рис. 5 наглядно демонстрируют влияние температуры на величину плотности удерживающей жидкости.

1200

1190

1180 -

£ 1170

1160

1150

-5 -10 -15 -20 -25 -30 температура, град. С

Рис. 5. Графики зависимости плотности удерживающей жидкости от температуры. Плотность вычислена по критерию Друккера-Прагера

В четвертой главе решены задачи длительной устойчивости наклонных скважин исходя из известных теорий Л.М. Качанова и С.Н. Журкова. В последнее время ряд технологических методов эксплуатации добывающих скважин предлагает часть ствола оставлять открытым в неблагоприятных с точки зрения устойчивости горизонтах. Стенка открытого ствола удерживается давлением добываемых продуктов, скорость течения которых незначительна. Тем самым оказывается возможным эксплуатировать скважину достаточно длительное время.

Приведенное давление в скважине д, определенное в третьей главе,

зависит от прочностных характеристик в кратковременных испытаниях (сгс и сгр или их соотношения а = <тс / стр). Если для определения приведенного давления в скважине использовать зависимость предела прочности на сжатие от времени сгс(7), то можно получить функцию зависимости приведенного давления в скважине от времени д = д^). На этом подходе основана следующая методика определения параметров длительной устойчивости наклонных скважин, предложенная в работе. При известных прочностных характеристиках породы определяется время устойчивости, соответствующее минимальной плотности удерживающей жидкости, затем, увеличивая плотность до фактической величины, рассчитывается время длительного сопротивления горной породы. Или решается обратная задача. При заданном по технологии времени, в течение которого ствол может оставаться открытым, определяется необходимая плотность удерживающей жидкости.

При оценке длительной прочности стенок нефтяных и газовых скважин действующим эквивалентным напряжением принимают интенсивность напряжений. Причем считается, что интенсивность напряжений в процессе длительного сопротивления горных пород постоянна и определяется из теории упругих деформаций. Тем самым решение задачи сводится к определению параметров длительной устойчивости, входящих в критерии Л.М. Качанова и С.Н. Журкова.

Время длительной прочности по теории Л.М. Качанова определяется и=[А{п-\)а"и1-х (23)

где А > О некоторый постоянный коэффициент и п > 0 - показатель трещинообразования — неизвестны для глинистых аргиллитов кыновского горизонта.

В литературе параметры А и «определены для глинистых сланцев в виде А = 0,0031, 1/сутки; п = 1,02. Принимая их, по формуле (23) определяем время устойчивого состояния и - 55 часов для реальной скважины № 21332, имеющей зенитный угол сс0 = 38,23°. Расчетное время не соответствует действительности, так как по данным НГДУ «Альметьевнефть» эта скважина эксплуатируется в течение 1,5 лет. Отсюда заключаем, что

параметры длительной устойчивости А — 0,0031 и п — 1,02 не пригодны для глинистых аргиллитов кыновского горизонта площадей Татарстана.

В диссертации решена обратная задача: зная реальное время длительной прочности конкретной скважины № 21332, определены значения коэффициентов А и п.

Произведенные расчеты показали, что если для глинистых аргиллитов принять п — 1,02, а параметр ^4 = 0,000012, то расчетное время длительной устойчивости, равное 593 суткам, будет совпадать с действительным временем устойчивости. Предложенный метод определения параметров длительного сопротивления выявляет еще один интересный факт. Если изменить один из параметров (например п), то при неизменном времени устойчивости и угла наклона скважины второй параметр изменяется так, что при других углах наклона полученные результаты максимально отличаются в пределах 10-15%, что вполне приемлемо с практической точки зрения (табл.1).

_Таблица 1

п=1.02 А= 1,2-10"5 п=1.5 А= 3,3-10^ п=2 А=8,15-10"7 п=3 А=4,4-10"8 п=4 А=2,3*Ю'10

Время устойчивости /* {в сутках)

1,26 1233 1257 1266 1329 1409

9,30 1120 1188 1192 1245 1309

6,50 937 1218 1232 1289 1365

38,23 593 593 593 593 593

Время устойчивого равновесия по теории Л.М. Качанова как показали расчеты, мало зависит от угла наклона скважины. Исходя из этого, сделан вывод, что теория Л.М. Качанова в определенных условиях может быть непригодной, и должна быть сравнена с другими, известными теориями. Наиболее подходящей для сравнения была выбрана термофлуктуационная теория С.Н. Журкова:

0 Я кт

(24)

где 6>о - период колебания атомов в твердых телах; ид- энергия активации процесса термодеструкции; у- структурно-чувствительный параметр; Я-универсальная газовая постоянная; Т- абсолютная температура.

Используя приведенный в литературе график зависимости ы0 от аи и принимая линейный закон и(сгц) — и0— усги, для глин кыновского горизонта определены параметры: ы0 = 146,7-103 Дж/моль, у — 4,4-10"3 м3/моль.

Полученные значения параметров длительной устойчивости применили для расчета времени длительной устойчивости 0* стенок открытых стволов скважин, эксплуатируемых в НГДУ «Альметьевнефть» (табл.2). Ориентирной принята та же скважина № 21332.

Таблица 2

№ п/п № скважины Дата пуска в эксплуатацию Зенитный угол по теории Качалова (сутки) Q * по теории Журкова (сутки)

1 20604 11.03.04 1,26 1233 1595

2 20602 27.11.03 9,30 1246 1528

3 32614 10.08.03 6,50 1202 1565

4 10003(д) 23.10.03 27,55 729 935

5 21332 05.03.03 38,23 593 593

6 32687 30.12.03 11,46 1023 1489

7 32478 16.08.02 4,32 1197 1583

8 32477 26.05.03 10,03 1145 1516

9 20989 30.06.03 7,19 1171 1557

10 20487 10.12.03 3,07 1013 1590

11 20489 28.12.03 5,15 1194 1577

12 . 20979 12.10.03 17,27 1026 1333

13 32298 28.12.03 20,55 876 1216

14 32299 29.11.03 17 745 1342

15 32425 08.07.03 6,1 1187 1569

Сравнительный анализ результатов, полученных по теориям Качалова и Журкова (табл. 2), показал, что они различаются в доверительных пределах. По предложенной методике решены практические задачи. 1. Используя критерий С.Н. Журкова, осуществлен прогноз времени длительной устойчивости наклонных скважин в зависимости от плотности удерживающей жидкости (табл. 3, 4).

ccq — 50° /?;не(гшп) = 641 кг/м3 Таблица 3

Рж кг/м3 641 700 800 900 1000 1100 1200 1300

в*, сутки 0,14 0,25 0,62 1,5 3,5 8,1 18,1 38,4

ао=60° рж(гп1п)= 715 кг/м3 Таблица 4

Рж> кг/м3 715 800 900 1000 1100 1200 1300

сутки 0,14 0,35 0,94 2,51 6,43 15,79 36,6

2. При заданных плотности удерживающей жидкости и времени устойчивости вертикальной скважины определено время устойчивости наклонных скважин исходя из двух теорий. Полученные зависимости времени от угла наклона показали, что для скважин с зенитным углом от 40 до 60 градусов время устойчивости наименьшее.

угол наклона в град.

—по теории Качанова -«*- по теории Журкова

Рис.6. Графики зависимости времени длительной устойчивости от угла наклона скважины.

Таблица 5

а0 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70°

(* (сутки) 50 49,1 47,5 46,1 48,3 57,5 86,8 198

& (сутки) 50 44,2 30,4 17,3 10,8 11,1 26,6 166

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе принятой математической модели, учитывающей изменение прочностных характеристик горной породы в линейной и экспоненциальной формах, получены формулы для определения радиуса предельной области и скорости сужения вертикального ствола скважины.

2. Для линейно деформируемой модели горной породы определен допустимый диапазон приведенного давления в скважине, исходя из теорий прочности Друккера-Прагера, Баландина и Шлейхера.

3. Обоснована возможность применения для оценки устойчивости изотропных горных пород критериев прочности Шлейхера и Баландина.

4. Показано, что для расчета предельных значений плотности жидкости, обеспечивающей устойчивое состояние стенки наклонной скважины применение теорий прочности Баландина и Шлейхера предпочтительнее теории прочности Друккера-Прагера.

5. Выявлено, что применение критерия прочности Друккера-Прагера для решения задач устойчивости наклонных скважин допустимо только в случае принятия предела прочности горной породы на сжатие равным разнице горного и пластового давлений (как допускается в известных исследованиях); при других значениях предела прочности, применение этого критерия приводит к ошибочным результатам.

6. Получены математические формулы для определения плотности удерживающей жидкости с учетом температурного изменения в стволе скважины, исходя из трех теорий прочности. Показано, что термоупругие эффекты оказывают существенное влияние на величину плотности удерживающей жидкости.

7. Предложена методика определения параметров длительной устойчивости открытых стволов наклонных скважин на основе данных геофизических исследований, позволяющая получить достоверные параметры длительной прочности без трудоемких и дорогостоящих экспериментов.

8. Решены практические задачи длительной устойчивости незакрепленных стволов наклонных скважин на основе теорий JI.M. Качалова и С.Н. Журкова. Показано, что время длительной устойчивости зависит от угла наклона скважины и от коэффициента Пуассона горной породы.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Алиев М.М., Шипилова O.A. Определение размеров предельной области и расчет скорости сужения ствола скважины с учетом разупрочнения горной породы// Социально-экономические реалии и перспективы развития нефтебизнеса на юго-востоке Татарстана: материалы регионального научно-практического семинара. - Альметьевск: АМУ, 2001.- С.68.

2. Алиев М.М., Шипилова O.A. Устойчивость стенки скважины с учетом разупрочнения горной породы// Большая нефть: реалии, проблемы,

перспективы: материалы всероссийской научно-технической конференции -Альметьевск: АлНИ, 2001 - С.384-390.

3. Алиев М.М., Миндиярова Н.И., Шипилова O.A. Критерий прочности для анизотропных тел, применяемых для решения базовых задач при бурении скважин// АлНИ — 2002: материалы научно-технической конференции — Альметьевск: АлНИ, 2003.- С.31 - 32.

4. Алиев М.М., Шипилова O.A. Определение плотности бурового раствора по методу предельного равновесия// материалы научной сессии по итогам 2003

. года. - Альметьевск: АГНИ, 2004,- С. 14.

5. Алиев М.М., Шипилова O.A. Расчетные модели и критерии прочности горных пород, применяемые при расчете устойчивости ствола скважины// материалы научной сессии по итогам 2003 года. — Альметьевск: АГНИ,

2004.-СЛ 5.

6. Алиев М.М., Шипилова O.A. Применение критерия Друккера-Прагера при расчете устойчивости ствола скважины// Ученые записки: сб. науч. тр.— Альметьевск: АГНИ -2005.- Т.З.- С. 15-20.

7. Алиев М.М., Шипилова O.A. Влияние выбранного критерия прочности на величину плотности бурового раствора.// Известия вузов «Нефть и газ» № 6,

2005.- С.22-26.

8. Алиев М.М., Закиров А.Ф., Миннулин P.M., Шипилова O.A. Длительная устойчивость открытых стволов эксплуатируемых наклонных скважин.// Ученые записки: сб. науч. тр.- Альметьевск: АГНИ, 2006, Т.4.- С. 140-145.

9. Алиев М.М., Шипилова O.A. Влияние температуры на величину плотности жидкости, удерживающей в равновесии стенку скважины// Актуальные проблемы нефтегазового дела: сб. науч. тр. Уфа: УГНТУ, 2006.- Т.1 С.4-8,

Ю.Шипилова O.A. Применение критерия прочности Шлейхера для расчета устойчивости стенки скважины.// «Большая нефть XXI века»: материалы всероссийской научно-практической конференции - Альметьевск: АГНИ,

2006.- 4.1 С .268-270.

Подписано в печать 20.11.2006 г.

Формат 60*84/16 Печать RISO 1,25 уч.-изд.л. 1,3 успеч.л. Тираж 100 экз. Заказ №95

ТИПОГРАФИЯ АЛЬМЕТЬЕВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

НЕФТЯНОГО ИНСТИТУТА 423452, Татарстан, г. Альметьевск, ул. Ленина, 2

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Шипилова, Ольга Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД И ПРИМЕНЯЕМЫЕ КРИТЕРИИ ПРОЧНОСТИ.

1.1 .Обзор работ, посвященных проблеме устойчивости скважин.

1.2.Критерии кратковременной прочности и условия равновесия горных пород.

1.3.Критерии длительной прочности.

1.4.Выводы и постановка задач.

2. ЗАДАЧИ УСТОЙЧИВОСТИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СКВАЖИН С УЧЕТОМ РАЗУПРОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

2.1.Проявление горного давления в скважине.

2.2.Определение размеров предельной области и скорости сужения ствола скважины при аппроксимации горной породы вязкопластичной средой.

2.3.Определение размеров предельной области и скорости сужения ствола скважины при аппроксимации горной породы вязкосыпучей средой.

2.4.Определение размеров предельной области и скорости сужения ствола скважины при аппроксимации горной породы связной сыпучей средой.

2.5.Определение размеров предельной области и скорости сужения ствола скважины при экспоненциальном изменении прочностных характеристик.

3. УСТОЙЧИВОСТЬ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН И ВЫБОР КРИТЕРИЯ ПРОЧНОСТИ ДЛЯ ЕЕ ОЦЕНКИ

3.1.Расчетная модель горной породы.

3.2.Применение критерия Друккера-Прагера к расчету устойчивости скважин.

3.3.Критерий Баландина и его применение к расчету устойчивости скважин.

3.4.Применение критерия Шлейхера для расчета устойчивости изотропных горных пород.

3.5.Сравнительный анализ результатов.

3.6.Влияние термоупругих эффектов в скважине на величину плотности удерживающей жидкости.

4. ДЛИТЕЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКРЫТЫХ СТВОЛОВ СКВАЖИН

4.1.Подход к решению задач длительной прочности горных пород.

4.2.Решение задачи длительной устойчивости наклонной скважины на основе теории Л.М. Качанова.

4.3.Определение параметров длительной прочности, входящих в критерий С.Н. Журкова.

4.4.Применение теории С.Н. Журкова к расчету длительной устойчивости наклонной скважины в сравнении с теорией Л.М. Качанова.

4.5. Методика определения параметров длительной устойчивости открытых стволов скважин.

Введение диссертация по механике, на тему "Задачи устойчивости упругих и упругопластичных горных пород"

Актуальность темы

Настоящая диссертация посвящена решению задач кратковременной и длительной устойчивости горных пород, слагающих стенки незакрепленных скважин.

Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений ставит перед исследователями ряд задач, которые могут быть решены методами механики деформируемого твердого тела. Основным направлением решения этих задач является теоретический прогноз поведения горных пород в процессе проводки скважины под воздействием давлений пластовых вод и собственного веса породы, влиянием температурного поля и увлажнения промывочной жидкостью.

При бурении глубоких скважин и освоении новых площадей, особенно в сложных горно-геологических условиях, неустойчивость глинистых пород проявляется через сужение и кавернообразование в стволе, что влечет за собой затрудненную проходимость инструмента из-за осыпей и обвалов и другие осложнения бурения.

В поздней стадии разработки нефтяных месторождений ряд технологических методов эксплуатации скважин предлагает часть ствола оставлять открытым в неблагоприятных, с точки зрения устойчивости, горизонтах. Вопросы длительной устойчивости стенок открытых стволов поставлены сравнительно недавно и поэтому мало изучены. Также существует еще одна проблема, обусловленная трудностями в сборе данных, необходимых для анализа определяющих устойчивость параметров.

Из сказанного следует, что создание расчетных моделей горных пород и определение важнейших параметров, обеспечивающих устойчивость ствола скважины, являются актуальными задачами.

Цель диссертационной работы

Разработка методик расчета кратковременной и длительной устойчивости горных пород вокруг скважин и исследование теорий прочности, приемлемых для ее оценки.

Научная новизна:

3. Предложена методика определения параметров длительной устойчивости наклонных скважин, исходя из теорий JI.M. Качанова и С.Н. Журко-ва.

- для прогнозирования времени длительной устойчивости открытых стволов эксплуатируемых наклонных скважин.

На защиту выносятся:

3. Расчет устойчивости стенок скважин с учетом температурных эффектов в стволе.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены:

- на научно-технической конференции «АлНИ - 2002» (г. Альметьевск, 2002 г.);

- на научной сессии АГНИ по итогам 2003 года (г. Альметьевск,

2003 г);

- на всероссийской научно-практической конференции «Большая нефть XXI века» (г. Альметьевск, 17-20 октября 2006 г.);

- на межвузовском семинаре по механике деформируемого твердого тела под руководством член.-кор. АН РТ Паймушина В.Н., КАИ - КГТУ, Казань, 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 7 статей и 3 тезиса.

Диссертация состоит из четырех глав.

Первая глава посвящена аналитическому обзору работ в области устойчивости горных пород, слагающих стенки нефтяных и газовых скважин; рассмотрены теории кратковременной и длительной прочности, применяемые различными исследователями для решения этих задач; поставлены задачи исследований.

Во второй главе разработаны математические модели для решения задач устойчивости стенок вертикальных скважин. Для оценки устойчивости рассматривается действие горного давления и влияние изменения прочностных свойств горной породы в процессе проводки скважины. Рассмотрены вязкопластичная, вязкосыпучая и связная сыпучая модели горных пород. Закономерность изменения предела текучести породы принимается как в линейной, так и в экспоненциальной формах. Выведены формулы для определения радиуса области пластической деформации и скорости сужения ствола скважины.

В третьей главе исследованы критерии прочности Друккера-Прагера, Баландина и Шлейхера применительно к оценке устойчивости горной породы. Используя известное решение пространственной задачи теории упругости для изотропного полупространства с цилиндрической полостью, определены предельные значения плотности жидкости, удерживающей в равновесии стенки наклонных скважин. Рассмотрено влияние термоупругих эффектов в скважине на величину плотности удерживающей жидкости.

В четвертой главе исследована длительная устойчивость упругих изотропных горных пород. Определены параметры длительной прочности наклонной скважины с использованием теории Л.М. Качанова и на основе термофлуктационного критерия прочности С.Н. Журкова.

Заключение диссертации по теме "Механика деформируемого твердого тела"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

8. Решены практические задачи длительной устойчивости незакрепленных стволов наклонных скважин на основе теорий JI.M. Качанова и С.Н. Журкова. Показано, что время длительной устойчивости зависит от угла наклона скважины и от коэффициента Пуассона горной породы.

Заключение

Выполненные исследования представляют собой научно обоснованные разработки, обеспечивающие решение важных прикладных задач совершенствования методов определения размеров области неупругих деформаций и предельных значений плотности удерживающей жидкости в вертикальных и наклонных скважинах из условий как кратковременного, так и длительного устойчивого состояния их стенок. Новые результаты получены за счет уточнения расчетов параметров длительной прочности горных пород, использования уточненных прочностных характеристик пород и применения критериев прочности.

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Шипилова, Ольга Александровна, Альметьевск

1. Алиев М.М. Предельное равновесие анизотропного несимметричного сыпучего клина, нагруженного двусторонним давлением. Строительная механика и расчет сооружений, № 4, 1984.

2. Алиев М.М. Осесимметричная задача теории предельного равновесия анизотропной сыпучей среды. Сборник трудов по механике. Баку, 1994.

3. Алиев М.М. Плоская деформация идеально пластической неоднородно анизотропной среды. Сборник научных трудов АлНИ, Альметьевск, 1997.

4. Алиев М.М. Теория и задачи предельных напряженных состояний неоднородных анизотропных тел. Докторская диссертация, Казань 2002.

5. Алимжанов М.Т., Байзаков М.К., Смагулов Б.А. Исследование механических процессов вокруг глубоких скважин. «Нефтяное хозяйство», 1996. -№ 10.-С. 21-24.

6. Алимжанов М.Т., Байзаков М.К., Смагулов Б.А. Устойчивость пород приствольной зоны в условияв разупрочняющего действия бурового раствора. «Нефтяное хозяйство», 1997. № 2. - С. 14 -16.

7. Алимжанов М.Т., Киябаев С.Н., Сарсенбаев Ж.Е. Об устойчивости упру-гопластического равновесия неоднородного массива горных пород вокруг протяженной горизонтальной выработки. //Вестник КазАТК. 2000. № 4. С. 8-11.

8. Байдюк Б.В. Об устойчивости кыновских глин на стенках скважин. "Татарская нефть", № 8, Альметьевск, 1957.

9. Байдюк Б.В. и Шнейнер Л.А. Влияние напряженного состояния и влажности на устойчивость горных пород в скважинах. Труды Института нефти АН СССР, "Нефтепромысловое дело", т. XI, М., 1958.

10. Ю.Байдюк Б.В. и Шнейнер Л.А. Расчет устойчивости горных пород в скважинах. ТНТО, Госинти, М., 1961.

11. Баклашов И.В. Деформация и разрушение породных массивов.

12. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика горных пород. М. Недра, 1975.

13. З.Баландин П.П. К вопросу о гипотезах прочности "Вестник инженеров и техников" 1937, № 1.

14. Банатов В.П. и Крохмалев А.И. Разобщение и изоляция нефтяных пластов от посторонних вод. Гостехиздат, М., 1959.

15. Безухов Н.И. Заключительная лекция по сопротивлению материалов и теории упругости. "Известия ВАИА№, т. 109, 1958.

16. Беланенко Р.А. Напряжения вокруг ствола шахты при упругопластиче-ских породах. Известия АН СССР, ОТН, № 6 М., 1950.

17. Березанцев В.Г. Расчет оснований сооружений. М. Стройиздат, 1970.

18. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М. Недра, 1980.

19. Блохин B.C., Терентьев В.Д. Метод оценки устойчивости стенок скважины. «Нефтяное хозяйство», 1984, № 7, с. 12-15.

20. Вадецкий Ю.В. Коэффициент обвалообразования и его практическое применение. Труды Института нефти АН СССР, «Нефтепромысловое дело», т. XI, М., 1958.

21. Васильев Ю.Н., Дубина Н.И. Модель напряженного состояния призабой-ной зоны. «Нефть и газ», 2000, № 4, С. 44 -7.

22. Векслер Ю.А. Долговечность горных пород при сжатии. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1979, № 3, С. 71 -77.

23. Войтенко B.C. Прикладная гидромеханика в бурении. М. Недра, 1990.

24. Войтенко B.C., Леонов Е.Г., Филатов Б.С. Прогнозирование скорости сужения ствола и расчет важнейших технологических параметров при пластических деформациях пород, слагающих стенки скважин. «Нефтяное хозяйство», 1974. № 8. С. 21 -24.

25. Войтенко B.C. Понижение прочности горных пород в жидких средах. -НТС: Проблемы нефти и газа Тюмени, вып.62 1984, с.35-37.

26. Вялов С. С. Реологические основы механики грунтов. М., Высшая школа, 1978.

27. Гениев Г.А. Плоская деформация анизотропной идеально пластической среды. "Строительная механика и расчет сооружений", 1982 г., № 3 стр. 14-18.

28. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюнин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М. Стройиздат., 1974.

29. Гениев Г.А., Курбатов А.В., Семедов Ф.А. Вопросы прочности и пластичности анизотропных материалов. М. 1993.

30. Гениев Г.А., Пятикрестовский К.П. Вопросы длительной и динамической прочности анизотропных конструкционных материалов. М., ГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2000.

31. ЗГГудман Р. Механика скальных пород. М. Стройиздат., 1987.

32. Даныш Д.В. Леонов Е.Г., Филатов Б.С. О методике экспериментального исследования устойчивости стенок буровых скважин // Геология и разведка. 1973.- № 2.- С. 114- 117.

33. Даныш Д.В. Леонов Е.Г., Филатов Б.С. Расчет скорости сужения ствола скважины в пластичных породах. «Нефтяное хозяйство», 1972, № 6 С. 9 - 12.

34. Дашко Р.Э. Механика горных пород М. Недра, 1987.

35. Динник А. Н. О давлении горных пород и расчет крепи круглой шахты. «Инженерный работник», № 7, 1925.

36. Друккер Д., Прачер В. // Механика грунтов и пластический анализ или предельное проектирование. Определяющие законы механики грунтов. М. «Мир» 1975.

37. Ержанов Ж.С., Сагинов А.С., Гумененюк Н.Г. и др. Ползучесть осадочных горных пород. Теория и эксперимент / Алма-Ата, Наука, 1970.

38. Журков С.Н., Нарзуллаев Б.Н. Временная зависимость прочности твердых тел. ЖТФ № 10, 1953.

39. Жуков A.M. О коэффициенте Пуассона в пластической области. Изв. АН. СССР. Отд. техн. наук, 1954, № 12 стр. 86-91.

40. Ивлев Д.Д. К теории разрушения твердых тел. ПММ, т.23, вып. 3, 1959.

41. Исаев М.И. Об устойчивости стенок скважин при бурении. Известия вузов, сер. «Нефть и газ», № 10, М., 1958.

42. Карташов Ю.М., Матвеев Б.В., Михеев Г.А., Фадеев А.Б. Прочность и деформируемость горных пород. М.: Недра, 1979.

43. Кацауров И.Н. Горное давление Вып. 2, «Механика горных пород», изд-во «Недра», М., 1972.

44. Качанов Л.М.Основы механики разрушения. М. Наука, 1974.

45. Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. -М.: Недра, 1980.

46. Лабасс А. Давление горных пород в угольных шахтах. Сб. «Вопросы теории горного давления». Госгортехиздат, М., 1961.

47. Лехницкий С.Г. Определение напряжений в упругом, изотропном массиве вблизи вертикальной цилиндричесой выработки кругового сечения: Известия АН СССР, ОТН, № 7, М., 1938.

48. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М. Наука, 1977.

49. Литвинский Г.Г. Кинетика разрушения породного массива в окрестности горной выработки. ФТПРПИ, № 5, 1974, С. 15-22.

50. Мамедов А. А., Алиев Н. М. К вопросу смятия обсадных колонн.- Азербайджанское нефтяное хозяйство, 1984, № 5, с. 34-37.

51. Майоров И.К. и др. Сужение незакрепленного ствола скважины в солях. Труды ВолгоградНИПИнефти, вып. 20, Волгоград, 1973.

52. Матвеева A.M. Предварительная оценка механических свойств горных пород на основании их литолого-стратеграфической характеристики. Труды Тат НИИ, вып. XI, изд. «Недра» М. 1968.

53. Миролюбов И.Н. К вопросу об обощении теории прочности октаэдриче-ских касательных напряжений на хрупкие материалы. Сб. ст. "Труды Ленинградского технологического института", № 25, Ленинград, 1953г.

54. Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование. ВНИИОЭНГ, М., 1966.

55. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М., ИЛ, 1954.

56. Надаи А. Пластичность. М., ИЛ, 1936.

57. Новиков B.C. Влияние плотности бурового раствора на устойчивость глинистых пород при бурении скважин // Тр. ин-та / ВолгоградНИПИнефть. -1984.-Вып. 7.-С. 82-92.

58. Новиков B.C. Оценка устойчивости горных пород при бурении скважин. «Нефтяное хозяйство№. № 6, 1996.

59. Павлов П.А. Механические состояния и прочность материалов. Изд. ЛГУ, 1978.

60. Песляк Ю.А. и Руппенейт К.В. Теория давления горных пород и метод расчета обсадных труб Труды ВНИИ, вып. 31, Гостехиздат, 1961.

61. Петренко Ю.А., Новиков А.О., Захарченко А.В. Обоснование своевременности применения способов охраны при поэтапном поддержании горных выработок. Донецк, 1998.

62. Петухов И.М., Запрягаев А.П. Устойчивость скважин разного диаметра в зависимости от напряженного состояния пород, «Нефтяное хозяйство», 1984, № 5, С.22 25.

63. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкции. М. Наука, 1966.

64. Рабинович Н.Р., Кескинов Ю.Г., Шурыгин М.Н. Метод расширения в задачах термоупругости для тел с дефектами. Изв. Сев.-Кав. Научн. Центра, сер. естествен, наук, 1983, № 2, с. 42- 44.

65. Рабинович Н.Р. Инженерные задачи механики сплошной среды в бурении. М. Недра, 1989.

66. Ржаницын А.Р. Теория длительной прочности при произвольном одноосном и двухосном загружении. Строительная механика и расчет сооружений, 1975, №4, С. 25-29.

67. Борьба с обвалами при бурении нефтяных скважин, Сб. под ред. Б.А. Ржаницына, ОНТИ, НКТП СССР, М-Л, 1937.

68. Ржаницын Б.А. и Царевич К.А. Химические методы борьбы с обвалами в нефтяных скважинах. "Нефтяное хозяйство", № 4, М., 1936.

69. Сеид-Рза М.К., Исмайылов Ш.И., Орман JI.M. Устойчивость стенок скважин.-М.: Недра, 1981.

70. Сеид-Рза М.К., Фаталиев М.Д., Целовальников В.Ф. Вопросы длительной устойчивости стенок глубоких скважин. Баку. Азернешр, 1969.

71. Сеид-Рза М.К., Фаталиев М.Д., Фараджаев Т.Г. и др. М., Недра, 1972.

72. Семенычев Г.А. К устойчивости стенок глубоких скважин. «Нефтяное хозяйство». 1991. № 2-С.7 - 8.

73. Серенсен С.В. О гипотезах прочности и расчетных формулах. "Вестник инженеров и техников", 1938, № 7.

74. Серенсен С.В. Об условиях прочности при переменных нагрузках для плоского и объемного напряженных состояний. Инж.сб., т. 1, вып. 1, 1941.

75. Симонянц JI.E., Кеворков С.А., Фисенко Н.И. Исследование статической прочности приствольной части необсаженной скважины. Нефть и газ, 1970, №9, стр. 45-50.

76. Соколовский В.В. Плоское предельное равновесие горных пород. «Известия АН СССР», №9, ОТН, 1948.

77. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. Москва. 1990.

78. Спивак А.И. Механика горных пород. М. Недра, 1967.

79. Спивак А.И., Попов А.И. Разрушение горных пород при бурении скважин. -М: Недра, 1979.

80. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. Под ред. Академика Н.В. Мельникова. М. Недра. 1975.

81. Тахаутдинов Ш.Ф., Бикчурин Т.Н., Замалиев Т.Х. и др. Исследования по разработке технологии вскрытия кыновского горизонта под большим зенитным углом. // Нефтяное хозяйство №3 2003.

82. Триадский В.М., Леонов Е.Г. Определение скорости сужения стенок скважин, сложенных сжимаемыми вязкопластичными породами. Горный журнал, 1980, № 5, С. 50-53.

83. Филоненко-Бородич М.М. Механические теории прочности. ГИТТЛ, 1956.

84. Черняк И.А., Бурчаков Ю.И., Неуен-Зань-Фьен Технология добычи угля подземным способом. Реф. вып. 6, С. 31 37.

85. Шамсиев А.А. Обвалы пород при бурении нефтяных и газовых скважин. Баку, Азнефтеиздат, 1955.

86. Шрейнер Л.А. Физические основы механики горных пород. М., Гостоп-техиздат, 1950.

87. Янг Ю.И. Новые методы расчета на прочность. «Вестник инженеров и техников», 1931, № 6.

88. Bradley W.B.: Failure of inclined Borehole, Oil and Gas Journal (Feb. 1979).

89. Cheatham J. В.: Wellbore Stability, J. Pet. Technology (June 1984) 889 896.

90. Cassagrande A., Carrillo N. "Shiar Failure of Anisotropic Materials". J. of the Boston Society of Civil Eng., Reprinted in Contributions to Sols Mech., 19411953, Boston Massachusetts, 1953, p. 122 135.

91. Darley H. Ch.: A Laboratory investigation of Borehole stability, J. Pet. Technology (July 1969) 883-392.

92. Dunbar M.E., Warren T.M., Kadaster A.G.: Theory and solutions to bit sticking caused by borehole deformation, S. P. E. 14179 ( Las Vegas 1985).

93. Geertsma J.: Problems mechanics in petroleum production engineering paper presented at the fist. Int. Conf. of ISMR (Lisbon 1966) 585 594.

94. Guenot A.: Contraintes et ruptures autour de forages petroliers. To be published Proc. 6lh Congr., I. S. M. R. (Montreal 1987).

95. Maury V. M.: Observations, recherches et resultants recents sur les mecanismes de perture autour de galleries isolees. To be published Proc. 6th Congr. I. S. M. R. (Montreal 1987).

96. Mohr O. "Abhandlungen aus dem Gebiete der Technixium Mechanic" Berlin, 1915/

97. Santarelli F.J., Brown E.t., Maury V.M.: Analysis of borehole stresses using pressure-dependant, linear elasticity, Int. J. Rock Mechanics Min. Sci of Ge-omech. Abstr. 23, 445 449.

98. Santarelli F.J., Brown E.T.: Perfomance of dep wellbores in rock with a confining pressure-dependant elastic modulus. To be published Proc. 6th Congr. I. S. M. R. (Montreal 1987).

99. Sandel H. "Uber die Festigkeitsbedingungen", Berlin, 1919/

100. Schleicher E. Der spannungszustandan der Flieszgresze. "Zeits. f. angew. Math, und mech.", № 3, S/199-215, 1926.

101. Weiss W.I., Brukner I.S. and Wolke C.O. Chromates stabilize shale control muds temperatures. " Petroleum Engineer", 1961, III, v. 33, № 33.

102. Weiss W.I., Hall W.L. and Graves R. H. New drilling fluids harden shales. "Oil and Gas J", v. 57.