Эксплуатационная колонна нефтяных и нагнетательных скважин в период своего функционирования подвергается следующим воздействиям:
- горно-геологическому;
- коррозии внутренней и внешней поверхности;
- температурному;
- высокому давлению при технологических операциях;
- механическому;
- тектоническому;
- химическому (кислотные обработки);
- комплексному.
Рассмотрим воздействие некоторых из этих негативных факторов более подробно, поскольку на практике технический персонал при проведении технологических операций не учитывает весь комплекс факторов, воздействующих на ЭК, чем создает экстремальные условия работы колонны.
Тектоническое воздействие на повреждение ЭК скважин в Волго-Уральском районе маловероятно, однако полностью исключать возможность нарушения механической целостности колонн из-за небольших тектонических движений (до 3 баллов) пластов не следует. Более того, ряд специалистов утверждает [3], что на территории разрабатываемых месторождений происходит оседание пластов, которое может привести к деформации обсадных колонн скважин.
Горно-геологическое воздействие на ЭК возникает в зависимости от свойств горных пород по разрезу скважины, от стратиграфии и тектоники слагаемых горных пород, а также от интенсивности отбора флюидов из скважины. Например, при насыщении водой и набухании глинистых составляющих пластов могут возникнуть огромные сминающие и разрывающие эксплуатационную колонну усилия. Значительные разрушающие ЭК усилия создаются и при очень низких забойных давлениях, а также при различных методах воздействия на призабойную зону пластов (ПЗП). Во всех этих случаях необходимо выполнять оценочные расчеты для обеспечения целостности ЭК.
Термобарическое воздействие на ЭК при эксплуатации скважин и источники напряжения металла. Температурные колебания в скважине вызывают дефект колонны в большинстве случаев в виде разрывов и сколов, причем значительная часть из них по телу муфты. Повреждения ЭК такого рода дефектами находятся, как правило, в интервале 0–350 м [4]. Данному факту мы даем следующее объяснение.