Разработка технических решений, предотвращающих полное поглощение промывочного раствора при бурении скважин

Поглощение промывочного раствора при бурении скважин является весьма серьезным геологическим осложнением, эффективность предотвращения которого зависит от ряда факторов. Его трудно предугадать, а при возникновении поглощения не всегда удается оперативно ликвидировать его, кроме того, ликвидация данного осложнения является дорогостоящей. Представлен комплексный анализ основных причин и механизма поглощения бурового раствора при бурении скважин, с учетом геологических и технологических факторов. Большое внимание уделено условиям Кызылкумского региона, где высокая трещиноватость, пористость и проницаемость горных пород делают проблему особенно актуальной. Разработана математическая модель, позволяющая предварительно оценивать параметры поглощающего горного массива, включая объем пор, геометрию трещин и их влияние на интенсивность потерь бурового раствора. Модель учитывает направление трещин, механические свойства горных пород, давление в системе и параметры фильтрации. Предложена новая конструкция бурового снаряда, позволяющая обеспечить перекрытие зоны поглощения обсадной трубой без уменьшения диаметра скважины. Описан принцип работы расширяющейся трубы и механизм ее надежного закрепления на стенках скважины. Представлены результаты экспериментальных испытаний, подтверждающие эффективность предлагаемой конструкции для ликвидации катастрофических потерь бурового раствора. На основе экспериментальных данных получена зависимость оптимальной толщины стенки расширяющейся обсадочной трубы от диаметра скважины. Данная зависимость позволяет повысить надежность крепления и эффективность работ при различных горно-геологических условиях.

Хатамова Д. Н., Джураев Р. У., Асанов А. Т., Нормаев К. Х., Пардаева С. Б. Разработка технических решений, предотвращающих полное поглощение промывочного раствора при бурении скважин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 7. – С. 20–31. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_7_0_20.

1. Sakhapov R. R. Analysis of the causes of drilling mud absorption. Theory and Practice of Modern Science. 2020, no. 10 (64), pp. 72—75. [In Russ].

2. Ovezov M., Amaniyazov Ya., Khummiev A. Causes of drilling mud absorption. Vestnik nauki.  2022, no. 12 (57), pp. 497—500. [In Russ].

3. Yang J., Sun J., Bai Y., Lv K., Zhang G., Li Y. Status and prospect of drilling fluid loss and lost circulation control technology in fractured formation. Gels. 2022, vol. 8, no. 5, article 260. DOI: 10.3390/gels8050260.

4. Bai Y., Liu Ch., Sun J., Shang X., Lv K., Zhu Yu., Wang F. High temperature resistant polymer gel as lost circulation material for fractured formation during drilling. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022, vol. 637, article 128244. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2021.128244.

5. Feng Yо., Gray K. E. Review of fundamental studies on lost circulation and wellbore strengthening. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2017, vol. 152, pp. 511—522. DOI: 10.1016/j.petrol.2017.01.052. 

6. Shchepetov O. A. System classification of accidents in drilling. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Management, computer science and informatics. 2009, no. 2, pp. 36—42. [In Russ].

7. Antonov K. V., Zhumabaev D. D., Grabovskaya A. P. Complications and accidents during drilling of production wells and sidetracks. International trends in science and technology. 2021, no. 4, pp. 17—26. [In Russ]. DOI: 10.31435/rsglobal_conf/30042021/7528. 

8. Krishna Sh., Ridha S., Vasant P., Ilyas S., Sophian A. Conventional and intelligent models for detection and prediction of fluid loss events during drilling operations: A comprehensive review. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2020, vol. 195, article 107818. DOI: 10.1016/j.petrol.2020.107818.

9. Tretyak A. Ya. Drilling fluid for well construction in difficult conditions. Oil industry. 2016, no. 2, pp. 28—31. [In Russ].

10. Savenok O. V., Al M. M. Methods of studying and eliminating catastrophic absorptions. Science. Engineering. Technology (polytechnical bulletin). 2017, no. 4, pp. 21—50. [In Russ].

11. Ghazali N. A., Alias N. H., Mohd T. A., Adeib S. I., Noorsuhana M. Y. Potential of corn starch as fluid loss control agent in drilling mud. Trans Tech Publications, Applied Mechanics and Materials, Switzerland. 2015, pp. 682—687. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.754-755.682. 

12. Predein A. A., Garshina O. V., Melehin A. A. Technology for eliminating absorption by cross-linking plugging material based on cement and cross-linked polymer. Journal of Mining Institute. 2024, vol. 266, pp. 295—304. [In Russ].

13. Nigmatov L. G. Technical methods for reducing accidents during drilling of directional wells. Naukosphere. 2024, no. 10, pp. 210—216. [In Russ]. DOI: 10.5281/zenodo.14021197.

14. Bgancev A., Loskutnikova I., Bogdanova I. Analysis of the causes and factors contributing to the occurrence and development of accidents during drilling and gas production. Safety of technogenic and natural systems. 2017, no. 4, pp. 25—38. [In Russ]. DOI: 10.23947/2541-9129-2017-4-25-38. 

15. Vinnichenko V. M., Goncharov A. E., Maksimenko N. N. Preduprezhdenie i likvidatsiya oslozhneniy i avariy pri burenii razvedochnykh skvazhin [Prevention and elimination of complications and accidents during drilling of exploratory wells], Moscow, Nedra, 1991, 170 p. 

16. Gaynanov Sh. Kh., Aptukov V. N., Seredin V. V. Mathematical modeling of rocks fracture within local structures. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2024, vol. 335, no. 1, pp. 184—193. [In Russ]. DOI: 10.18799/24131830/2024/1/4541. 

17. Ul'kin D. A. Metody modelirovaniya obrazovaniya i razvitiya treshchin v gornykh porodakh [Methods for modeling the formation and development of cracks in rocks], Candidate’s thesis, Moscow, 2011, 22 p. 

18. Normaev K. Kh. Razrabotka tekhnicheskikh resheniy po predotvrashcheniyu tekhnologicheskikh avariy i geologicheskikh oslozhneniy pri burenii skvazhin [Development of technical solutions for the prevention of technological accidents and geological complications during well drilling], Candidate’s thesis, Navoi, 2024, 44 p. 

19. Juraev R. U., Kakharov S. K., Kologrivko A. A., Mustafaev O. B. On the possibility of preventing and eliminating drilling mud absorption when drilling wells in complicated geological conditions. Gornaya mekhanika i mashinostroenie. 2021, no. 2, pp. 13—18. [In Russ].

20. Naseri Ya. Razrabotka tekhnologicheskikh resheniy preduprezhdeniya avariy pri burenii skvazhin modelirovaniem rez'bovykh soedineniy buril'nogo instrumenta [Development of technological solutions for preventing accidents during well drilling by modeling threaded connections of drilling tools], Candidate’s thesis, Moscow, 2019, 24 p. 

Хатамова Дилшода Нармуратовна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: dilyon_hat@bk.ru, ORCID ID: 0009-0002-8336-9884,
Джураев Рустам Умарханович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: r.u.djuraev@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-2712-3003,
Асанов Анвар Тошмуродович¹ — ассистент, 
Нормаев Кобилбек Хусанович¹ — доктор философии по техническим наукам (PhD), доцент, 
Пардаева Сарвиноз Ботировна¹ — ассистент, e-mail: pardayevobid551@gmail.com, ORCID ID: 0009-0006-0933-0438,
¹ Навоийский государственный горно-технологический университет, Навои, Узбекистан.

Хатамова Д.Н., e-mail: dilyon_hat@bk.ru.