Метод тампонирования. Тампонирование. Какие преимущества в тампонировании скважин

Тампонирование скважины в частном доме

Тампонаж скважины проводят в процессе строительства, но иногда применяют его и при ликвидации. По этой причине у владельцев таких водозаборов возникают вопросы о том, какой же порядок действий должен быть при проведении работ и какие материалы необходимо применять. Именно поэтому важно знать рекомендации специалистов при проведении тампонажа.

Тампонаж представляет собой цементирование водоносного разобщенного пласта. Работа будет зависеть от геологического разреза пород, когда между обсадной колонной и стволом цементируется вся затрубная полость.

В качестве смеси можно использовать:

• Цементный раствор;
• Густые глинистые растворы;
• Жидкие пластмассы.

Тампонирование необходимо в двух случаях – либо ликвидации скважин, либо их реабилитации. Связано это с тем, что обсадные трубы имеют свой эксплуатационный срок. По истечении времени появляется коррозия, которая становится причиной ухудшения качеств воды.

К скважинам, подлежащим тампонажу, относят:

• Вышедшие из строя водозаборные колодцы, реанимация которых считается нецелесообразной с технической или санитарной точки зрения;
• Бездействующие артезианские;
• Колодцы, которые имеют малую глубину и необходимости в которых больше нет;
• Поглощающие и, как следствие, загрязненные некачественной водой;
• Геологоразведочные и поисковые, срок эксплуатации которых истек.

Важно понимать, что скважины и линзы в них имеют межпластовую связь, что является нежелательным с точки зрения экологии.

Серьезные пробелы в пространстве устраняются одновременно с возможными перепадами вод в пластах.

При проведении работ тампонажу обязательно подвергают затрубные зазоры.

Типы тампонажных работ

Пробуренная готовая скважина представляет собой выработку, имеющую небольшой диаметр, который проходит через несколько водоносных горизонтов в почве. Для того чтобы порода не осыпалась внутри скважины, ее стенки нужно укрепить обсадными трубами НПВХ или стали.

Процесс тампонирования включает в себя несколько производственных этапов:

• Штамповые испытания;
• Подготовка оборудования;
• Выбор способа закачки и подачи раствора.

Кроме того, выделяют два типа тампонажа. К первому относят временный, который заключается в использовании различных тампонов и глины. Данный тип применим только в тех случаях, когда скважина проходит испытание и необходимо полностью изолировать все водоносные горизонты.

Второй тип называют постоянным, и в этом случае происходит ее заливание цементным раствором. Постоянный тампонаж производят всегда на длительный срок. Глиняный же способ можно использовать только в том случае, если водоносные горизонты находятся на небольшой глубине.

При необходимости разделить источник на ограниченное время используют особые тампоны, которые именуют пакерами. Их также применяют для исследования горных пористых пород, а также тех, которые имеют удельное высокое водопоглощение.

Порядок работ при ликвидационном тампонаже

Тампонаж проводят только после нагнетания вод под установленный тампон. При проведении этих работ тампоны постепенно передвигают таким образом, чтобы в различных интервалах хорошо исследовать пласты.

Если двигать тампоны снизу вверх, то ранее изученный интервал заполняют цементом или глиной.

Если же они продвигаются сверху вниз, производится углубление на интервал, по которому проводилось исследование. В верхнюю часть он перемещается по мере исследования интервалов.

Основное различие тампонов по принципу работы:

• Механические;
• Гидравлические;
• Пневматические.

Принцип их действия довольно прост и подразумевает использование резиновой расширяемой манжеты. За счет такого механизма зазор между стенками колонн обсадных труб и скважины уплотняется. От глубины опускания тампона изменяется и величина зазора, который необходимо уплотнить.

Упрощенная конструкция резинового тампона выглядит как две трубы, которые соединены патрубками между собой. С наружной стороны закреплена резиновая манжета. В процессе вращения колонн происходит ввинчивание в муфту трубы патрубка, за счет чего расширительная манжета хорошо уплотняет зазор, который существует между стенками колодца.

Подбашмачный тампонаж применяется при роторном бурении.

Пневматические одинарные тампоны приводятся в действие за счет нагрева сжатых воды или воздуха. Такой механический прибор состоит из нижней и верхней части, которые разделяются перфорированной трубой.

Тампонирование трубопроводов и скважин

Основная смесь, которая используется при тампонировании, – портландцемент. При смешивании этого сырья с водой получается подвижный раствор, который легко прокачивается насосом и при этом довольно быстро затвердевает.

Цементную смесь необходимо готовить очень быстро, чтобы можно было проводить перекачку ее насосом. Раствор закачивается в скважину или трубопровод при помощи заливной трубы, высота которой должна составлять 3 метра.

В тампонажную смесь необходимо добавлять гравий и песок — столько, чтобы вышла жидкая консистенция. Готовый раствор поставляют к устью и закачивают на всю глубину. Если происходит движение пластов, то обсадная колонна должна оставаться на месте.

Эффективное тампонирование канализации при помощи глиняного столбика:

• Его помещают колонковым снарядом в забой;
• Под давлением насоса столбик выдавливают из трубы;
• Для сброса лишнего давления используют отверстия.

Если вы решили затампонировать канализационные трубы или старую скважину, то нужно соблюдать специальные правила и понимать принцип действия тампонажа. Сам процесс происходит на глубине залегания наиболее нижнего водоносного слоя.

Для защиты глубинных источников, укрепления обсадной колонны, а также пространства за трубами от попадания грунтовых вод и негативного воздействия породы применяется целый комплекс мероприятий, называемый тампонирование скважин. Однако скважины бывают разного назначения. В связи с этим у частных домовладельцев возникает вопрос, нужен ли тампонаж водяных скважин, и как он правильно делается.

Для начала разберёмся, что такое тампонирование. Под тампонированием скважины подразумевают заполнение трещин в горных породах или самой скважины цементным раствором. Это необходимо для предотвращения просачивания грунтовых вод, нефтяных залежей и иных ископаемых в ствол конструкции, а также для герметизации пространства между обсадной колонной и стенками проходки. Тампонаж скважины выполняется посредством подачи вяжущих растворов за обсадную трубу или непосредственно в ствол водозабора.

Выделяют следующие виды тампонирования гидротехнических сооружений:

• для защиты источника и ствола скважины от проникновения грунтовых вод и верховодки применяется тампонирование пространства за обсадной колонной;
• ликвидационный тампонаж – это цементирование ствола водозаборного сооружения в целях его ликвидации.

Последний вид тампонирования может понадобиться в случае, если старое гидротехническое сооружение представляет угрозу заражения подземных водоносных горизонтов. В первую очередь ликвидация старых скважин нужна для защиты артезианских источников от заражения, ведь они являются стратегическими запасами питьевой воды для государства.

Перед принятием решения о тампонировании собираются анализы и проводятся экспертизы компетентными органами. Составляется акт. После этого выполняется проект работ. Когда проект будет утверждён, затампонировать гидротехническое сооружение поручают специалистам. При сооружении артезианской скважины решение о ликвидации принимает организация, осуществляющая процесс бурения.

Важно знать: методом эксплуатационного тампонирования можно защищать только гидротехнические сооружения значительной глубины. Также большое значение имеют характеристики грунта.

Когда нужно тампонирование?

Перед тем как делать проект, решение о тампонировании принимается на основании следующих признаков:

• Ухудшилось качество воды в водозаборном сооружении. При этом восстановительные мероприятия не дадут должного эффекта либо вообще нецелесообразны.
• Дебет скважины уменьшился до минимума, и она больше не эксплуатируется.
• Небольшие временные гидротехнические сооружения больше не нужны, поскольку воду теперь подают из другого источника.
• Согласно акту обнаружены неустранимые дефекты в конструкции, которые привели к ухудшению качества воды или снижению производительности водозабора. То же самое делают, если устранение дефектов не выгодно по экономическим соображениям.
• Иногда согласно проекту выполняются пробные геолого-разведывательные или поисковые скважины. После получения нужной информации они в обязательном порядке подлежат тампонированию.
• Фонтанирующая скважина больше не эксплуатируется.
• Если поглощающие скважины угрожают заразить другие водоносные горизонты, их тампонируют.

Преимущества тампонирования

Тампонирование скважин позволяет достичь разных целей:

• Если выполняется дополнительное крепление обсадной колонны, то тампонирование позволяет значительно снизить риск деформационных изменений конструкции и разгерметизации стыков.
• Иногда верховодка и грязные грунтовые воды могут попадать в артезианские водоносные горизонты вдоль наружной поверхности обсадной трубы. Процесс тампонирования позволяет герметизировать чистые водоносные пласты.
• Иногда работы по тампонированию выполняются с целью дополнительной гидроизоляции сооружения.

Используемые растворы и особенности метода

Перед тем как выполнить проект на цементирование скважины, проводится целый комплекс расчётов, который позволяет вычислить объём используемой смеси, её состав, способы подачи. В процессе выполнения предварительных анализов стоит учесть такие факторы:

1. Глубина гидротехнического сооружения.
2. Расстояние между наружной поверхностью обсадной колонны и стенками скважины.
3. Форма проходки. Нарушения и дефекты, которые были выявлены во время бурения.
4. Состав почвы и её характеристики.

Если в этом районе ранее уже выполнялись работы по бурению, то многие данные можно получить из старого проекта. При этом процесс цементирования скважины пройдёт успешно с минимальным расходом материалов только при грамотном расчёте и наличии проекта.

Внимание: тампонирование гидротехнического сооружения – необратимый процесс. Поэтому исправить ошибки не удастся. Это может привести к снижению эффективности гидротехнического сооружения. В связи с этим разработку проекта и сам процесс стоит доверить только профессионалам.

В зависимости от состава грунта могут использоваться разные растворы для тампонирования:

• Традиционный цементно-песчаный раствор подходит для цементирования скважины, расположенной в плотной глинистой породе.

Важно: в качестве основы для такого раствора выступает портландцемент. Он обеспечивает хорошую подвижность смеси, что облегчает перекачку насосом, быстро затвердевает и даёт высокую прочность сцепления.

• Если скважина на воду выполнена в пористой породе, то работы ведут с использованием наполнителей для смеси. Для этого используют асбест, бумагу и другие волокнистые материалы. Если попытаться выполнить работы обычным цементно-песчаным раствором, то это может привести к повышенному расходу смеси.
• Иногда для тампонирования используются вспенивающиеся составы, которые расширяются в процессе застывания. Благодаря им значительно повышается качество герметизации водозаборных сооружений.

В тампонажную смесь добавляется песок и гравий. Но консистенция раствора должна оставаться жидкой. Смесь готовится быстро для облегчения перекачивания насосом. Раствор подаётся через заливочную трубу на высоту до 3 м. Для дезинфекции в него добавляется хлорная известь.

Подготовительные работы

Подготовкой к ликвидации скважины является составление акта и выполнение проектных работ. Проект обязательно согласовывается в органах санэпидемстанции. В данном случае ответственным лицом является владелец скважины. Он должен следить за тем, чтобы все работы проводились только согласно проектным решениям и с соблюдением правил тампонирования.

Когда работы будут закончены, в санэпидемстанцию и коммунальные службы должны быть поданы технические отчёты и акты о проведении работ.

Технология

Процесс тампонирования водозаборных сооружений может выполняться несколькими способами:

1. Обычная закачка цементно-песчаного раствора в просвет между обсадной трубой и стенками сооружения. При этом продвижение смеси происходит под собственным весом в направлении от устья конструкции вниз. Главное преимущество способа – его простота, однако качество тампонирования получится не очень высоким.
2. Технология обратного цементирования считается более эффективной. Данный метод выполняется так: в нижней части сооружения устанавливается пробка, отгораживающая рабочую зону. Затем раствор поставляется прямо в обсадную трубу, откуда под давлением он попадает за колонну и поднимается вверх в просвете между ней и стенками сооружения. Для получения нужного давления в скважину подаётся специальная жидкость под высоким давлением.
3. Для тампонирования глубоких скважин используется многоэтапная технология. Процесс выполняется на отдельных участках поочерёдно.
4. Не менее эффективным способом тампонирования скважины является глиняный столбик. Он помещается в проходку при помощи колонкового снаряда. Затем этот столбик выдавливается из колонны под давлением, создаваемым насосом. Чтобы избыточное давление могло сбрасываться, в снаряде есть небольшие дырочки. Они позволяют лишней жидкости изливаться наружу.

Важно знать: тампонирование выполняется на глубину залегания самого нижнего водоносного горизонта.

При выборе метода стоит помнить, что целью мероприятий является следующее:

• При качественном тампонировании всё пространство за обсадной колонной должно быть плотно заполнено раствором. Никаких пустот быть не должно. Кроме этого раствор должен давать хорошую адгезию со всеми поверхностями.
• Затвердевший раствор должен не поддаваться разрушающему воздействию грунтовых вод, которые порой могут иметь довольно агрессивный состав.
• Помимо этого смесь для тампонирования должна обладать хорошей механической прочностью, чтобы выдерживать давление окружающей породы на неё.
• Если используется технология обратного цементирования, то промывочная жидкость должна быть полностью удалена из зоны тампонирования. В противном случае качество цементирования будет очень низким.

При тампонировании скважин используются приспособления для смешивания цементно-песчаного раствора, а также цементировочные машины.

Цементирование скважин, или как его ещё называют тампонаж, является одним из наиболее важных этапов их строительства, и касается это не только нефтяных, но и водозаборных сооружений.
Суть данной операции состоит в том, что пространство, образовавшееся между стенками трубы и проходки, должно быть заполнено цементным раствором. Вот об этом мы и поговорим в данной статье.

Всё о тампонаже

Цементация глубоких скважин производится с учётом опыта прежних лет, с помощью современного оборудования и научных изысканий. Типовые схемы производства данных работ отработаны до мельчайших нюансов, и их грамотное выполнение очень важно.
Во-первых, тампон препятствует воздействию напорных вод и плывунов на ствол скважины, не давая им размывать шахту. Во-вторых, застывший раствор жёстко фиксирует конструкцию, предупреждая смещение колонн.
Итак:

• Тампонируют скважины (см. ) не только в процессе строительства, но и при консервации и ликвидации – только технологии несколько отличаются. Хотя, абсолютно всё учесть невозможно, так как в каждом случае бывают разными условия работы: техническое оснащение, конструкция скважины, геологические условия, протяжённость цементного моста.

Поэтому, технологии нередко уточняются по ходу производства работ, и это нормально.
Главное, чтобы данный процесс обеспечил следующие требования:

• Чтобы соблюсти данные условия, необходимо контролировать и регулировать характеристики промывочной жидкости, с целью снизить её вязкость. Напомним, что промывка производится в процессе бурения, что позволяет размягчать грунт, и вымывать из проходки шлам.
  Цементный раствор нагнетается в затрубное пространство с такой скоростью, которая может обеспечить режим турбулентности.
• В каждом конкретном случае рецептура раствора, подбирается индивидуально. Его свойства определяют как продолжительность тампонажных работ, так и режимы закачки и продавливания раствора.
  Кстати, обычный строительный цемент в данном случае не используется. Есть специально предназначенный для скважин сорт, который называется «гипсоглинозёмистый цемент».

Он имеет свойство расширяться, а это в тампонажных работах самое главное. Раствор из такого цемента не впитывается в грунт, а заполняет все пустоты и мельчайшие трещины, закупоривая их по принципу тампона — отсюда и название технологии.
При наличии в проходке больших пустот и плывунов, в гипсоглинозёмистый раствор добавляют доломитовую муку, бентонитовую глину, либо волокна асбеста или целлюлозы.

Тампонирование одноцикловое, с двумя пробками

При выполнении цементации данным способом, в нужном сегменте ствола, сначала устанавливается нижняя пробка. В ней есть канал для прохода раствора, который временно перекрыт диафрагмой.
Далее, в верхней части колонны устанавливается головка, через которую осуществляется подача тампонажного раствора из смесителя. Верхняя пробка, удерживаемая шпильками, располагается на цементировочной головке.

Итак:

• Когда в ствол, согласно расчёту, полностью закачан весь объём раствора, эту пробку освобождают, и начинают подачу жидкости для продавливания. Под высоким давлением, масса цементного столба, вместе с пробкой, продвигается вниз.
• Попутно она вытесняет из ствола скважины буровую жидкость. Происходит это за счёт собственного веса тампонажного раствора, а так же его высокой плотности. В процессе вытеснения жидкости, уровень давления на головке, через которую нагнетается раствор, значительно снижается.

Столб тампонирующей смеси движется по стволу вместе с пробкой, установленной на нижней отметке. И как только она натыкается на упорное кольцо, происходит резкое усиление давления.
В результате чего диафрагма-перемычка, которой перекрыто отверстие, разрушается. После этого раствор беспрепятственно поступает в затрубные пазухи.
Объём жидкости, продавливающей цементную пробку, непрерывно контролируется, и когда остаются последняя пара кубов, интенсивность закачки снижается. Как только пробки, отсекающие интервал, входят в контакт, о чём говорит резко увеличивающееся давление, нагнетание тампонажной смеси прекращается.

Двухцикловое цементирование

Этим способом последовательно тампонируют сразу два интервала. По сравнению с одноцикловым цементированием, данный метод имеет некоторые преимущества.
При этом значительно уменьшается вероятность попадания промывочной жидкости в цементный раствор, и снижается давление на грунт в процессе его подъёма. Что немаловажно, высота подъёма может быть значительно увеличена, даже если давление не повышается.
Итак:

• Подготовительные работы, предшествующие тампонированию, производится по той же схеме, что упоминалась выше. Только теперь, в нижней части того сегмента обсадной колонны, который готовится к тампонажу, устанавливается заливочная муфта.
  По окончании промывки, производится установка головки, и начинается закачка того объёма цементной смеси, который необходим для заполнения первой ступени.

• На следующем этапе, в ствол, через заливочную муфту вводят промежуточную пробку, которая завершает первый цикл, и, под воздействием продавочной жидкости, продвигает закачанную смесь вглубь. Её количество, при этом, равно объёму того отрезка обсадной колонны, который находится между упорным кольцом и заливочным клапаном. Затем, нижнюю пробку второго сегмента, которая находится в теле цементировочной головки, освобождают и продавливают.
• Под воздействием давления пробку прижмёт к муфте, она сядет на втулку, и, смещаясь вниз, откроет сквозной проход. Дальнейшие действия могут иметь два варианта.
  В одном из них, после окончания цементации первой ступени, сразу же приступают ко второму циклу. Этот метод представляет собой процесс непрерывного цементирования.

• Второй вариант называется: двухцикловой тампонаж с разрывом. При этом заливка второго отрезка колонны производится только после схватывания уже закачанной цементной смеси.
  На этот период, в заливочном клапане поддерживают циркуляцию бурового раствора. Данный вариант позволяет регулировать уровень динамического давления, возникающего в затрубных пазухах, и, соответственно, улучшить качество тампонирования.

Как только подача расчётного объёма тампонажной смеси, предназначенной для второго сегмента, закончена, в колонну устанавливается и продавливается жидкостью последняя, верхняя пробка. Теперь она, смещаясь вниз вместе с втулкой, перекроет проходное отверстие.

Способы манжетной и обратной цементации

Решение в пользу манжетного метода, принимается в тех случаях, когда цементируется пласт с низким давлением, или нужно предупредить попадание раствора в фильтрующую колонну. Суть его в том, что на нижней отметке тампонируемого сектора, в устанавливается муфта с отверстиями для прохождения раствора, и брезентовой манжетой.
Итак:

• Чуть ниже муфты размещается клапан, перекрывающий раствору доступ внутрь колонны. А манжета, в процессе нагнетания раствора, перекрывает затрубное пространство так, что цементный столб может продвигаться только вверх.
• Есть ещё вариант, при котором цементация производится в обратном направлении (снизу вверх). Если коротко, делается это так: обсадная колонна по нижнему периметру перекрывается специальным башмаком; раствор, по специальному рукаву, закачивается непосредственно в затрубное пространство.
  При этом, находящийся там буровая жидкость вытесняется, и, по обсадным трубам, выходит на поверхность.

Данный способ привлекает буровиков, но для цементирования сверхглубоких скважин он не подходит. Причиной тому ряд технических сложностей.
Например, трудно контролировать момент достижения тампонажного раствора нижней отметки обсадной колонны. Соответственно, невозможно и оценить качество цементации – а эта часть ствола скважины наиболее ответственная.

Завершающий этап цементирования

Период затвердевания цементного столба может варьироваться, в зависимости от состава раствора. Имеет значение и то, какая именно колонна тампонировалась.
Для кондуктора, например, достаточно 16 часов, а для эксплуатационной колонны нужны сутки. По истечении этого срока, в скважину опускают электротермометр.
Итак:

• С его помощью, по изменениям температур, определяют высоту подъёма раствора в цементируемом пространстве. Максимальное выделение раствором тепла, происходит в течение нескольких часов после его затвердевания.
  Поэтому, для определения данного показателя, прибор должен быть спущен в скважину в течение суток после окончания тампонажа.

• Для контроля качества цементирования широко применяют акустический зонд (скважинный локатор). Участки, не заполненные раствором, определяются по амплитудам звуковых колебаний. Если к качеству тампонажных работ претензий нет, начинают обвязку устья скважины.
  Затем, в неё спускают пикообразное долото либо желонку, с помощью которой разбуривают затвердевшие остатки раствора и заливочные пробки.

Далее наступает черёд опрессовки ствола, то есть проверка его на герметичность. Для этого, в него закачивается вода под давлением, превышающим расчётное на 20%.
Если спустя полчаса давление снижается не больше, чем на 0,5 мПа, и при этом не происходит выделение газа, и перелива воды, скважина считается герметичной.

Подготовка скважины к изоляционным работам- В скважине проводят комплекс геофизических исследований и определяют характер распределения фильтрационных свойств интервала там­понирования. Определяют наиболее и наименее проницаемые участки разреза и ранжируют их по мере ухудшения фильтраци­онных свойств. Оценивают производительность насосного обору­дования, используемого при тампонировании или цементирова­нии. Проводят экспресс-опробование скважины и определяют коэффициенты проницаемости и фильтрации пород в интервале тампонирования. Определяют приемистость наиболее проницае­мого интервала и максимально допустимый интервал тампониро­вания т с учетом заданной производительности насосного обо­рудования:

Где Q - производительность насосного ; ц - дина­мическая вязкость тампонажного раствора; kmax - максимальный коэффициент проницаемости пород в интервале тампонирования; Р - репрессия на пласт для разработанного инструмента, прини­маемая равной 0,8-i МПа; r0 - радиус скважины; L - заданная глубина проникновения тампонажного раствора, выбираемая с учетом конструкции скважины, требований к экологической безопасности и надежному разобщению горизонтов, принимаемая не менее 0,2-0,3 м.

Затем распределяют интервал тампонирования на участки с определенной мощностью и ранжируют их в порядке ухудшения фильтрационных свойств пород по порядковому номеру начиная с единицы.

Сборка инструмента- Нагнетательный патрубок, снабженный лопатками и отверстиями для выхода тампонажного раствора, соединяется с обоих торцов с бурильными трубами так, чтобы общая длина соответствовала длине интервала тампонирования L = m, а нагнетательный патрубок располагался в середине инст­румента. Как правило, L = 5^7 м.

С обоих торцов труб навинчивают секции гидромониторных насадок, направленных друг к другу, в сторону нагнетательного патрубка. К секциям гидромониторных насадок подсоединяют секции шнеков или турбулизаторов, причем к нижней секции - с правой навивкой, а к верхней - с левой.

Общая длина секций, устанавливаемых шнеков или турбули-

Заторов рассчитывается в околоскважинной зоне, исходя из не­обходимости создания турбулентного режима фильтрации там­понажного раствора:

Дp =Кб Кр, (6.89)

144(1 - a)2k2pg

Где К, етр - критические значения числа Рейнольдса (К. етр = 0,1); А - пористость; L - заданная глубина проникновения раствора в пласт; K - коэффициент проницаемости тампонируемых пород; р - плотность раствора; G - ускорение свободного падения.

Учитывая, что гидромониторные насадки создают в среднем перепад давления на пласт 0,5-0,6 МПа, длина секций шнеков или турбулизаторов

1= [Д Р - (0,5 4- 0,6)МПа]Ь

Р(02п (тр + F) sin2 в™

Где L - длина секций шнеков или турбулизаторов; B - длина од­ной ступени шнека или турбулизатора; ю - частота вращения инструмента; п - количество лопастей турбулизатора или спира­лей шнека; йтр - диаметр труб нагнетательного патрубка; выход лопастей турбулизатора или спирали шнека; в - угол наклона шнековой спирали к горизонтали.

С целью снижения громоздкости инструмента частоту враще­ния принимают максимально возможной, исходя из мощности бурового оборудования при заданной глубине интервала тампо­нирования.

Спуск инструмента в скважину и нагнетание раствора. Инст­румент спускают в скважину на бурильных трубах и фиксируют против наиболее проницаемого интервала. На поверхности гото­вят тампонажный раствор, который затем закачивают насосом в бурильные трубы и через узлы гидромониторных насадок - в интервал изоляции. Одновременно инструмент вращают на мак­симально возможной частоте.

Время закачки

T = CW , (6.91)

Где с - коэффициент надежности (с = 1,3^1,5); W - объем там­понируемой зоны, W = 0,785(L2 - r02)4l; Q - производительность насосного оборудования.

После закачки расчетного объема тампонажного раствора в пласт подачу насоса прекращают.

Инструмент перемещают, не прекращая вращения в следую­щий интервал тампонирования, характеризующийся худшими фильтрационными свойствами. Раствор закачивают и изолируют следующий интервал в вышеописанной последовательности. Че­рез бурильные трубы возможна закачка хорошо перемешанных растворов насосом с насадкой, размер которой не превышает по­ловины диаметра сопла гидромониторных насадок, что обычно составляет 2-3 мм. Более крупные добавки засыпают в кольце­вое пространство скважины и далее транспортируются левым шнеком или турбулизатором в интервал изоляции.

В сильно поглощающих породах рациональна попеременная закачка тампонажного раствора с порциями воздуха. Для этого в нагнетательной магистрали после насоса устанавливают аэратор или дозирующее устройство. Последующие интервалы оборудуют по аналогии с вышеописанной технологией.

Заключительные работы- После закачки тампонажного рас­твора в заданный интервал насос выключают и калибруют ствол инструментом при вращении и перемещении вверх-вниз вдоль интервала изоляции. Инструмент перемещают до тех пор, когда затвердевший раствор станет предотвращать обрушение стенок скважины и оплывание полузастывшей массы изолятора. Затем инструмент поднимают на поверхность.

Перед спуском обсадной колонны проводят кавернометрию, определяют диаметр ствола скважины в интервале изоляции. При необходимости ствол прорабатывают долотом. В некоторых случаях обсадная колонна может не устанавливаться. Качество изоляционных работ контролируется при опрессовке ствола (следят за поглощением жидкости). Если скважина поглощает жидкость в интервале тампонирования, то качество работ не­удовлетворительное и необходимы ремонтные работы.

При неудовлетворительном качестве проведения первичного цементирования повторно проводят экспресс-опробование сква­жины, определяют интервалы поглощения раствора, коэффици­енты фильтрации пород в околоскважинной зоне после первич­ного тампонирования. Проводят повторное тампонирование и изолируют оставшиеся проницаемые интервалы в последователь­ности, аналогичной описанной выше.

После окончания работ проводят повторный контроль качест­ва изоляции экспресс-методом и в случае неудовлетворительного результата меняют состав тампонажного раствора и наполнителя. При необходимости в интервал опускают обсадную колонну, ко­торую затем цементируют.

Тампонаж по сути своей, является ликвидацией буровой скважины. Это комплекс работ, предпринимаемый для защиты водоносного горизонта от возможных и предполагаемых загрязнений бактериологического или химического характера. Тампонаж - это цементирование, то есть перекрытие, разобщение водоносного пласта цементной подушкой. В зависимости от геологического разреза, цементируется вся затрубная полость между стволом и обсадной колонной. Вместо цементного тампона могут использоваться жидкие пластмассы или густые глинистые растворы.

Основание для ликвидационного тампонажа скважины

Известно, что имеют определенный срок службы. С истечением времени, из-за коррозии или других причин, они становятся источником загрязнения и ухудшения качества воды.

Поэтому, скважины с истекшим сроком службы или восстанавливаются, или ликвидируются.

При этом в состав таких скважин входят:
- вышедшие из строя и реанимация их не целесообразна с санитарной, технической и экономической точки зрения;
- бездействующие, за ненадобностью или другим причинам;
- малой глубины, необходимость в которых отпала;
- с малым , восстановление которых нецелесообразно и невозможно по многим причинам;
- поглощающие, которые неизбежно загрязняются из различных водоносных слоев;
- и геологоразведочные, с временным характером эксплуатации.

Известно и то, что различные линзы имеют между собой межпластовую связь, что нежелательно с точки зрения экологии. Это серьезный пробел, который следует устранить вместе с возможными перепадами воды из пласта в пласт. Тампонажу нужно подвергнуть все затрубные зазоры.

Подготовка к ликвидации скважины на воду

Началом тампонажных работ считается составление проекта, с обязательным согласованием в органах СЭС. При этом владелец скважины является ответственным лицом за проведение ликвидации в соответствии с проектом и правилами тампонажа. По завершении работ, в СЭС и коммунальные службы представляется технический отчет.

Технология тампонирования и ликвидации скважин

Ликвидация скважины предусматривает закачивание в нее цементного раствора, упрочнение ствола, отсечение и препятствие смешиванию вод из соседних горизонтов. То есть, тампонаж проводится с целью обезопасить ту или иную линзу от загрязнений с поверхности. В зависимости от гидрогеологического разреза, применяются различные и разные по содержанию растворы.

Кстати, основой смеси является портландцемент. В смеси с водой дает подвижный, легко перекачиваемый насосом, раствор, который быстро затвердевает и переходит в непроницаемый цементный монолит. Смесь приготавливается быстро, чтобы можно было осуществить ее перекачку насосом. Раствор закачивается в скважину посредством заливочной трубы на высоту, примерно 3 метров.

В тампонажную смесь добавляется песок, гравий настолько, чтобы получилась жидкая консистенция. Весь раствор поставляется к устью и закачивается на всю глубину. В случае движения пластов, обсадная колонна остается на месте, а раствор заливается в затрубное пространство, заполняя зазоры и пустоты. Эффективно тампонируют скважину с помощью глиняного пресса. Изготавливается глиняный столбик, который помещается в забой колонковым снарядом. Этот глиняный столбик выдавливается из трубы под давлением насоса. Для сброса лишнего давления, в снаряде сделаны дырочки для излива лишней жидкости.

Таким образом, принцип тампонажа заключается в расширении раствора и заполнении зазоров между стенкой и колонной труб. Само тампонирование производится на глубину залегания самого нижнего водоносного пласта. В раствор добавляется хлорная известь в качестве дезинфекции. В итоге восстанавливается нормальная работа горизонта с сохранением нормального движения воды.

Стоимость тампонажа скважин

Ликвидационные работы зависят от сечения эксплуатационной колонны и глубины забоя. Так, при тампонировании глубиной 200 м. и сечением ствола 219 мм, цена 1 п. м. составляет 1300 рублей. В перечень работ входят операции, включая подготовку площадки под буровую установку, геофизическое обследование, извлечение посторонних предметов, дезинфекция, закачка цементного раствора, слесарно-сварочные работы и целый комплекс второстепенных операций.

В стоимость входят и работы по рекультивации земель.