10.11. Ликвидационное тампонирование скважин.

После окончания бурения скважин проводят ликвидационное тампонирование, цель которого – устранить проникновение в скважину поверхностных и подземных вод, а также предотвратить загрязнение водоносных горизонтов после извлечения обсадных труб.

При выполнении работ по ликвидационному тампонированию, имеющему важное значение для охраны недр, следует руководствоваться утвержденными инструкциями и правилами, действующими в данном регионе.

В зависимости от горных, геологических и гидрогеологических условий разведуемой площади применяется простой, или сложный (специальный) способ тампонирования. Перед ликвидационным тампонированием необходимо выполнить следующие работы:

1. провести кавернометрию скважины с целью определения более точного ее объема;

2. выполнить комплекс расходометрических исследований для выявления неизолированных поглощающих водопроявляющих горизонтов, горных выработок, их местоположения и мощности;

3. промыть скважину до полной очистки забоя и ствола буровым раствором, который использовали при бурении.

Простой метод ликвидационного тампонирования скважин заключается в заполнении всего объема скважины от забоя до устья тампонажной смесью. Заполнение смесью следует проводить с одновременным вытеснением из скважины бурового раствора. Для его надежного вытеснения и предупреждения разбавления тампонажной смеси скважины тампонируются поинтервально снизу вверх.

В скважину спускают бурильные трубы, нижний конец которых должен быть на 1-2 м выше забоя, после чего закачивают тампонажную смесь, количество которой должно обеспечивать разовое заполнение 50-100 м скважины номинальным диаметром до 76 мм. При тампонировании предпоследнего интервала (а также неглубоких скважин) тампонажную смесь закачивают до появления ее на устье, после чего поднимают оставшуюся часть бурильных труб, а скважину заполняют до верха через устье. При использовании глиноцементных растворов скважину опрессовывают через устье при избыточном давлении 6-8 МПа в течение 30-40 мин.

Устье ликвидируемой скважины оборудуется следующим образом. Вокруг кондуктора бурят шурф размерами 1× 1× 1 м. Затем обсадную трубу срезают на 0, 8 м ниже уровня земли и сверху закрывают металлической крышкой с надписью (номер скважины, год ликвидации, краткое название геологоразведочной организации). При отсутствии труб устье перекрывают бетонной плитой размерами 0, 8× 0, 8× 0, 2 м с аналогичной надписью, и шурф засыпают землей.

Специальный метод ликвидационного тампонирования скважин заключается в заполнении объема скважины от забоя до устья тампонажной смесью с установкой разделительных изолироющих пробок. Эти пробки могут иметь любую конструкцию, обеспечивающую надежность их фиксации в заданных интервалах и устойчивость при возможных нагрузках (давление, развиваемое буровым насосом и цементировочным агрегатом при тампонировании, столбом жидкости в скважине и т. д. ). Тип и конструкция разделительных пробок, метод их установки выбираются технологической службой геологоразведочного предприятия и предусматриваются проектом ликвидационного тампонирования скважин.

Разделительные изолирующие пробки устанавливают в кровле горных выработок, угольных пластов рабочей мощности, рудных тел, которые рассматриваются как перспективные горные выработки. Такие пробки можно не устанавливать в пределах проявившихся в процессе бурения напорных и поглощающих горизонтов, на контакте коренных и покровных отложений, а также в почве горных выработок и водоносных горизонтов.

Разделительные пробки устанавливают в кровле горной выработки на расстоянии не менее 40-кратной ее мощности, в почве горной выработки на расстоянии не менее ее 4-кратной мощности, в кровле поглощающих и водопроявляющих горизонтов, сложенных плотными породами.

Тампонажная смесь готовится в объеме для заполнения определенного интервала. Интервал тампонирования за один прием (длина моста) обусловлен расстоянием между разделительными пробками или длиной разового заполнения объема скважины (50-100 м при диаметре скважины до 76 мм; 200-300 м при диаметре более 76 мм). После тампонирования определенного интервала и установки изолирующей пробки процесс приготовления смеси повторяется.

При выборе рецептуры тампонажной смеси необходимо учитывать агрессивность подземных вод.

Объем тампонажной смеси для тампонирования интервала скважины (в м³) определяют по формуле:

V_{Т. р}=0, 785∙ К_з∙ К_п∙ ,                                                 (10. 76)

Где К_з – коэффициент запаса объема, величина которого принимается в зависимости от состояния стенок скважины; при наличии каверн размером до 1, 5 номинального диаметра скважины К_з=1, 1, при наличии каверн до 2 номинальных диаметров скважины К_з=1, 2; К_п – коэффициент потерь раствора при одном цикле закачки: К_п=0, 08-0, 15; D_с – диаметр скважины по данным кавернометрии, м; 1_ц – длина разового интервала тампонирования, м.

Количество продавочной жидкости, нагнетаемой за один цикл (в м³) находится из выражения

V_{п. ж}=0, 785 ,                                                         (10. 77)

Где d₀ – внутренний диаметр заливочных труб, м; h_{б. Т} – глубина погружения нижней части заливочных труб, м.

Качество тампонирования контролируется путем сравнения рассчитанного по данным кавернометрии объема скважины и фактического расхода тампонажной смеси, а также путем сравнения сроков схватывания применяемой тампонажной смеси с фактическими.

Контрольные пробы тампонажной смеси отбирают из каждой вновь приготовленной порции смеси перед ее закачкой в скважину. Образцы тампонажного камня извлекают из скважины через 1-2 ч после отвердения проб, визуально исследуют, документируют и фиксируют в акте о ликвидационном тампонировании скважины. Количество и места взятия образцов тапмпонажного камня определяются проектом тампонирования скважины и обусловлены геологическими, гидрогеологическими и горными условиями района работ.

Ликвидационное тампонирование скважин, вскрывших питьевые воды и эксплуатируемые водоносные горизонты, а также самоизливающихся скважин производится с выполнением дополнительных требований.

В скважинах, расположенных в первом поясе зон санитарной охраны и вблизи действующих скважин, независимо от глубины залегания водоносного горизонта, кроме установки разделительных пробок производится сплошная заливка через бурильные трубы глиноцементного или песчано-цементного раствора.

При вскрытии скважиной эксплуатируемых водоносных горизонтов или питьевых вод интервал скважины между разделительными пробками, установленными в кровле и почве водоносного горизонта, обрабатывается раствором хлорной извести (из расчета 125 мг активного хлора на 1 л воды) и заполняется чистым песком или щебнем.

При вскрытии напорного водоносного горизонта самоизлив из скважины, как правило, должен быть прекращен до начала дальнейшей углубки за счет повышения плотности промывочной жидкости.

При ликвидационном тампонировании самоизливающихся скважин, когда пьезометрический уровень над устьем скважины не превышает 1, 5 м, на обсадную колонну навинчивается патрубок длиной, обеспечивающей прекращение самоизлива. Дальнейшие операции по тампонированию проводятся в соответствии с утвержденным проектом. В случае, когда пьезометрический уровень над устьем скважины превышает 1, 5 м, в скважину через загерметизированное устье или по бурильным трубам с использованием съемных пакерующих устройств нагнетается утяжеленный глинистый раствор под давлением, превышающим напор воды. При невозможности герметизации устья или установки пакера утяжеленный глинистый раствор нагнетается в скважину через колонну бурильных труб, опущенную в скважину на глубину на 1-1, 5 м выше забоя, с расходом, превышающим дебит скважины.

Самоизливающиеся скважины без обсадных труб ликвидируются следующим образом:

- рядом с ликвидируемой скважиной бурится вспомогательная, вскрывающая самоизливающийся водоносный горизонт на всю его мощность;

- проводится откачка из вспомогательной скважины с целью понижения уровня воды в ликвидируемой скважине ниже поверхности земли и облегчения поиска её ствола;

- монтаж бурового оборудования на ликвидируемой скважине и проведение тампонажных работ по вышеуказанным схемам (откачка из вспомогательной скважины производится до полного восстановления водоупоров в ликвидируемой скважине;

- ликвидация вспомогательной скважины.

Ликвидационное тампонирование на месторождениях минеральных солей, склонных к выщелачиванию, должно предотвратить опасность обводнения и обеспечить надежную изоляцию полезного ископаемого на контакте с вмещающими породами.

Над разделительными пробками, устанавливаемыми в кровле и почве соленосного пласта, создается тампон из глины высотой 10 м. Для тампонирования собственно соленосных отложений используются магнезиальные цементы на основе каустического магнезитового порошка. В качестве жидкости затворения используется насыщенный раствор MgCl₂ или природного бишофита. При этом непосредственно перед подачей в скважину цементного раствора прокачивается буферная жидкость, которая по своему составу, как и продавочная, должна соответствовать жидкости затворения.

При тампонировании пластов каменной соли может использоваться тампонажных цемент, который затворяется на насыщенном растворе NaCl. Для снижения водопроницаемости тампонажного камня в раствор добавляется бентонитовый глинопорошок в количестве до 10 % от массы цемента.

Тампонирование соленосных отложений может осуществляться с использованием обезвоженных солей магния. Содержание основного вяжущего вещества (MgCl₂ или MgSO₄) может изменяться от 30 до 100 % по массе, а в качестве наполнителя используется молотая каменная соль. Соотношение компонентов тампонажной смеси подбирается с учетом химического состава соляных пород.

При упрощенном способе тампонирования для ликвидации скважин глубиной до 50 м в качестве тампонажного материала могут использоваться глиняные шарики. Шарики изготавливаются из жирной глины размером 0, 7-0, 8 диаметра скважины и доставляются в скважину порционно по 25-30 шт, после чего трамбуются. Разовый объем тампонажной смеси определяется из расчета на всю глубину скважины или поинтервального заполнения объема скважины.

При специальном способе тампонирования разовый объем приготовления тампонажной смеси и мощность тампонируемого интервала определяется местом установки разделительных изоляционных пробок. Закачка тампонажной смеси в скважину производится через колонну бурильных труб, нижний конец которых должен располагаться не выше 1-2 м от подошвы тампонируемого интервала. При необходимости создания в скважине дополнительного давления могут применяться пакерующие устройства Предельное время тампонирования отдельного интервала скважины не должно превышать 75 % времени до начала схватывания тампонажной смеси, считая от момента затворения цемента.

Для вытеснения тампонажной смеси из колонны бурильных труб в качестве продавочной жидкости применяется техническая вода или используемая при бурении промывочная жидкость.

Для ликвидации устья скважины проходится шурф размером 1´ 1´ 1 м. Устье скважины перекрывается бетонной плитой размером 0, 8´ 0, 8´ 0, 15 м, на которой фиксируются данные по скважине (номер, глубина, год ликвидации, название геологической организации). Далее шурф засыпается землей. При наличии обсадной трубы, она срезается на 0, 8 м ниже уровня земли и устанавливается репер в виде приваренной заглушки с аналогичной надписью. Верхний конец репера должен быть ниже уровня земли не менее чем на 0, 6 м. Допускается установка репера другой конструкции, обеспечивающей фиксацию местоположения скважины и надежное перекрытие устья.

Ликвидационное тампонирование выполняет буровая бригада в присутствии бурового мастера и участкового геолога (гидрогеолога). Специальное тампонирование производят под непосредственным руководством начальника участка (техниче­ского руководителя буровых работ, технолога по бурению). От­ветственность за правильность организации всего комплекса по ликвидационному тампонированию возлагается на главного инженера ГРЭ (ГРП). За составление проекта отвечает глав­ный геолог. За качественное выполнение работ в точном соот­ветствии с проектом несут ответственность буровой мастер и участковый геолог, а при специальном тампонировании — непо­средственный руководитель этой работы и участковый геолог.

Акт о ликвидационном тампонировании составляет комис­сия, в которую входят буровой мастер, участковый геолог (гид­рогеолог) и бурильщик. Копии актов по скважинам, располо­женным на площадях горнодобывающих предприятий, высы­лаются последним не позднее 10 дней после их составления.

Если на рассматриваемой площади нет газовых или нефтега­зовых залежей, а также горизонтов с напорными минерализо­ванными водами, которые могут загрязнять пресные или целебные воды, разрешается перед ликвидацией скважины извлекать из нее обсадные трубы.

 Консервация скважин

В тех случаях, когда при испытании из пласта получен приток промышленного значения, но площадь или участок площади не подготовлены к эксплуатации, скважину консервируют. Консер­вацию нужно делать так, чтобы скважину можно было повторно ввести в эксплуатацию, при этом коллекторские свойства приствольной зоны за время консервации не должны быть существенно ухудшенными.

Способ консервации зависит от длительности ее и коэффици­ента аномальности пластового давления k_а. Если k_а > 1, 0, нижний участок скважины следует заполнить промывочной жидкостью на нефтяной основе или другой, не вызывающей ухудшения коллекторских свойств пласта; над интервалом перфорации устано­вить цементный мост высотой не менее 25 м, а остальную часть эксплуатационной колонны заполнить седиментационно устойчи­вой жидкостью. Давление столба этой жидкости должно на 5— 10% превышать пластовое. Самый верхний участок длиной при­мерно 30 м, а в районах с многолетнемерзлыми породами — от устья до глубины на 50—100 м ниже нижней границы таких по­род заполняют незамерзающей жидкостью (например, соляро­вым маслом, раствором CaCl₂ и т. п. ). На период консервации насосно-компрессорные трубы остаются в эксплуатационной ко­лонне над цементным камнем.

Если коэффициент аномальности пластового давления k_а < 1, 0, то при продолжительности консервации более 1 года из газовых скважин глубиной до 2000 м и из нефтяных скважин насосно-компрессорные трубы извлекают, на устье устанавлива­ют задвижку высокого давления с контрольным вентилем.

При консервации скважин с k_а < 1 на срок в несколько ме­сяцев цементные мосты разрешается не устанавливать, а при кратковременной консервации (до 3 мес) такие скважины мож­но не задавливать промывочной жидкостью. На период консер­вации насосно-компрессорные трубы остаются в эксплуатацион­ной колонне над фильтром; на устье устанавливают фонтанную арматуру с контрольным вентилем.

Территорию вокруг законсервированной скважины огораживают; на ограждении указывают номер скважины, название месторождения, наименование предприятия и срок консервации. С задвижек фонтанной арматуры снимают штурвалы, фланцы задвижек закрывают заглушками, а в патрубки вместо манометров ввинчивают пробки. В период консервации скважина должна быть под регулярным наблюдением. Если консервация продолжительная, состояние скважины проверяют не реже одного раза в квартал и результаты проверки заносят в специальный журнал.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: