Мгрирггру кафедра современных технологий бурения скважин и. Д. Бронников в. В. Куликов проектирование скважин на воду учебное пособие д
 Скачать 4.26 Mb.
|
|
26. Ликвидация скважин Все скважины, выполнившие свое назначение, а также аварийные и вышедшие из строя, подлежат ликвидации, те. заполнению ствола скважин водопроницаемым материалом с целью предотвращения обводнения месторождения полезных ископаемых, защиты водоносных горизонтов от загрязнения и смешения подземных вод, сохранения гидрогеологических условий данного региона. 82 Кроме того, самоизливающиеся скважины наносят большой ущерб окружающей среде, нарушая ландшафт территории, изменяя режим поверхностных и подземных вод, загрязняя водные бассейны, выводя из хозяйственного оборота плодородные земли, а поэтому подлежали ликвидации. Действующие скважины также могут являться источником загрязнения водоносных горизонтов из-за неправильного оборудования устья, некачественного цементирования обсадных колонн и их разгерметизации и т.д., такие скважины также подлежат ликвидации. Перед ликвидационным тампонированием обсадные трубы извлекают, промывают скважину. Способ ликвидации скважин выбирается в зависимости от горно-геологических и гидрогеологических условий бурения, глубины и диаметра скважины наличия или отсутствия обсадных колонн в скважине. Скважины со слабым водопритоком и небольшой глубины тампонируют глиной на всю глубину. Тампонажный материал приготавливают из вязкой глины с содержанием песка не более 6%. Из тампонажного материала приготавливают глинистые шарики и забрасывают в скважину через устье с трамбовкой через 1- 1,5 м. размер шариков должен быть на 30-40 мм меньше диаметра скважины. Скважины с большим водопритоком и самоизливающиеся с напором дом. ликвидируются следующим образом - в пределах водоносных горизонтов ствол скважины засыпается чистым промытым песком или гравием - в подошве и кровле, ограничивающих водоносные горизонты, устанавливают цементные мосты мощностью дом. с заполнением пространства между ними в пределах водоупоров глинистыми шариками или глинистым раствором. Для цементных мостов применяется песчанистый цементный раствор. Плотность цементного раствора 1,8-1,9 г/см³, глинистого раствора 1,2-1,3 г/см³; интервал выше последнего цементного моста забрасывается до устья скважины глиной с трамбовкой. Если ликвидируемая скважина находится вблизи действующих, то сама скважина и тампонажный материал обрабатываются раствором хлорной извести с содержанием активного хлора 75-100 мг на 1 л воды. При невозможности извлечения обсадных труб необходимо - засыпать скважину песчано-гравийной смесью до башмака обсадной колонны с трамбовкой - обсадные трубы выше башмака перфорировать на высоту 10-15 м (10÷15 отверстий нам трубы - залить в скважину цементный раствор на высоту 10-15 м выше башмака (нам раствора необходимо 1000 кг цемента и 500 кг воды верхнюю часть скважины затампонировать глиной. 83 Сильно засоренные скважины невозможно очистить полностью, тампонируются только цементным раствором до глубины нам выше кровли водоносного пласта. Остальной интервал до устья скважины тампонируется глиной. Самоизливающиеся скважины с напором болеем ликвидируются в следующем порядке - сначала ликвидируется самоизлив; - после ликвидации самоизлива на обсадную трубу устанавливается фонтанная арматура, подсоединяется насос и нагнетается утяжеленный глинистый раствор под давлением, превышающим пластовое, до ликвидации самоизлива. В аварийных скважинах, подлежащих тампонированию, в случае частичного перекрытия ствола скважины аварийным инструментом или обрушенной породой, интервал от забоя до места аварии заливается цементным раствором, а остальная часть от места аварии до устья тампонируется глиной с трамбовкой. Рисунок 27. Схема ликвидационного тампонирования скважины На рис приведена в качестве примера схема ликвидационного тампонирования скважины, оборудованной фильтровой колонной "впотай" диаметром 273 мм с двумя рабочими участками на интервале 95-105 мина интервале 150-157 м. перед ликвидацией фильтровая колонна, кондуктор и направление извлечены из скважины. В зоны, где имеется поступление и движение вод, засыпан инертный материал гравий и песок, предварительно промытый водой для отмыва мелких фракций и продезинфицированный. Над инертным материалом через трубы залит цементный раствор для установки цементных мостов. Тампонажные растворы и смеси, химические реагенты В табл. 22 приведены составы тампонажных растворов и смесей, даны их основные свойства и указано назначение (условия для применения. 85 Таблица Тампонажные растворы и с мес и. Т амп он аж ны ер аств ор ы и с мес и. Н азн аче ни е Растворы и смеси на основе минеральных вяжущих. Для пористых имел ко трещиноватых пород с малой и средней интенсивностью поглощения. В качестве базового для тампонажных смесей Для малых пластовых давлений и уменьшения поглощения р аство ра. Для высоких пластовых давлений Для солено сны х отложений, агрессивных подземных вод Основные свойствах ар акте ри сти ки ) Хорошая текучесть и прока чи ва емо сть Малая водоотдача, хорошие закупоривающие свойства Прочный камень, малая проницаемость, упругость Хор ошая прока чи ва емо сть , сцепляем ость споро да ми и трубами, совместимость с другими реагентами Пло т но ст ь т/ м 3 6 1 ,8 - 1 ,9 1 ,4 - 1 ,6 1 ,9 5 - 2 ,3 1 ,9 Сроки схватывания, ч- мин Окончание Начало ВЦ 0 ,5 0 ,9 5 - 1 ,2 0 ,3 3 - 0 ,3 Состав Тампонажный портландцемент П Ц Т (ГОСТ 5 8 1 -8 5 ) ПЦТ – до 40%; диатомит, трепел, опока до доменный шлак до 20% П Ц Т – до гематит, барит до 7 5% ; доменный шлак до 2 0% П Ц Т , затворенный на насыщенном растворе солей Тип растворов и смесей Базовый Облегченные Утяжеленные Со ля ны е 86 Продолжение таблицы Для солено сны х отложений, агрессивных подземных вод Уменьшение поглощения в кавернозных породах с интенсивным поглощением Для зон интенсивных по гл още ни й Для зон интенсивных по гл още ни й Прочный непроницаемый камень, ко ро зи он но стойкий Пов ы ше нн ая вязкость Хорошие закупоривающие свойства Сокращение сроков схватывания 3 -1 5… 3 -50 0 -5 0… 1 -50 0 -4 0… 1 -50 3 0 ,8 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,6 2 ПЦТ - до 5 0% ; кварцевый песок до 5 0% П Ц Т с наполнителями дохло пк овы е отходы, волокна асбеста, отходы корд но го волокна и др .) П Ц Т с добавлением бентонита и CaC l – 4% П Т Ц с добавлением ускорителей схватывания от 2 до 1 0% ; Са Cl 2 , Na 2 CO 3 , N aCl , N aO H , Гипс строительный с добавлением замедлителей схватывания (КМЦ , ССБ, ги пан, П А А и др .) 1 П есч ан истые Волокнистые Г ли но цементные Быстр ос хваты ваю щие ся 87 Продолжение таблицы Растворы и смеси на основе полимеров Для зон интенсивных по гл още ни й Тампонажные пасты Для зон интенсивных по гл още ни й, приуроченных к крупно трещиноватыми кавернозным породам 7Выс окая седиментационная устойчивость, небольшая проницаемость камня Твердеющая, нер астек аема я, но прокачиваемая масса с высокой начальной пластической прочностью Нетве рдеющая, нер астек аема я, но прокачиваемая масса с пластической прочностью к П а через 1 ч перемешивания скорость восстановления структуры через с ут. тв ер ден ия – 0, 26 к П а/ м ин 6 1 ,2 1 ,4 1 ,8 - 1 ,8 5 1 ,7 6 - 1 ,6 2 5 1 -2 0… 3 -30 3 -0 0… 1 -10 3 -4 5… 4 -45 4 1 -0 0… 3 -00 2 -0 0… 0 -50 2 -3 5… 2 -45 3 0 ,5 - 0 ,6 Глинистый раствор плотностью т /м 3 – 58 - 6 5 % ; 3 н ы й формалин, состав Т С - 10 – Карбамидная смола М 2 , отв ер жд аема я н ы м водным раствором хлорного железа Массовые части ПТЦ – 1 00 ; г ип ан 1 ,0 ; Ca Cl 2 – 3 ,0 - 5 ,0 П Ц Т – 1 00 кг; Бентон ит – 2 0 0 - 50 0 кг сульфат алюминия кг водам Отв ер ж даем ы й глинистый раствор Тампонажная смесь СКМ -9 Г ип ан оц еме нтн ая паста Г ли но цементная паста 88 В таблице 23 приведены ускорители схватывания и твердения, обеспечивающие быстроту загустевания и твердения тампонажных материалов. Таблица 23 Ускорители схватывания и твердения Реагент Условия применения Количество реагента, % от массы цемента Примечание Хлорид кальция ГОСТ 450-77) Положительные температуры ≤2 Разжижает цементные растворы, сильный ускоритель схватывания Отрицательные температуры до - 10 С 2-8 Наружные отрицательные температуры до -С ≤18 Тампонирование в солевых (NaCl, KCl) пластах До насыщения Хлорид натрия NaCl, хлорид калия KCl (ГОСТ 13830-84, ТУ 113- 13-14-82) Положительные температуры ≤2 Несколько разжижает цементные растворы Отрицательные температуры до - 10 С 1-4 Наружные отрицательные температуры до -С ≤15 Тампонирование в солевых (NaCl, KCl) пластах ≤15 Углекислый натрий кальцинированная сода) Положительные температуры до С 1-5 Пластифицирует смеси с гипаном и ПАА Сульфат натрия Na 2 SO 4 , сульфат калия K 2 SO 4 ГОСТ 6318-77, ГОСТ 4145-74) Положительные температуры 1-6 89 Продолжение таблицы 23 Жидкое стекло Положительные температуры, растворы на основе шлаков и зол 5-15 Уменьшает прочность цементного камня Мочевина карбамид) Положительные температуры 0,1-1,0 Не вызывает коррозию труб Отрицательные температуры до - 8 С 15,00 Едкий натр NaOH Положительные температуры 0,3-0,8 Отрицательные температуры до - 5 СВ таблице 24 даны регуляторы реологии, определяющие степень текучести растворов. Приведены условия применения, количество реагента вот массы цемента, характерные свойства. Таблица 24 Регуляторы реологических свойств Реагент Условия применения Количество реагента, % от массы цемента Примечание КССБ Необходимость снижения ВЦ для повышения прочности камня 0,1-7,0 Уменьшает вязкость в 1,5 раза, снижает водоотдачу СДБ Тоже Уменьшает вязкость и водоотдачу Гипан Температура до С 0,5-1,0 Уменьшает водоотдачу, увеличивает вязкость в 1,5-3,5 раза Винная кислота Температура до С 0,5-1,0 Сильный замедлитель схватывания и твердения Бура Температура до С 0,3-1,0 Замедлитель схватывания ПФЛХ Температура до С 0,1-0,3 Снижает пенообразование Хромпик Температура до С 0,15-0,5 Применяется с СДБ, КССБ, КМЦ, гипаном ГИФ Необходимость снижения ВЦ для повышения плотности камня 0,1 Вызывает пенообразование Полимерный реагент ВРП-1 Температура до С 0,002-0,008 Тоже После проведения каждого отдельного тампонирования через 24 ч проверяется его качество путем испытания на герметичность следующими методами - гидравлической опрессовкой на давление, превышающим пластовое, ноне более 5,0 МПа тампонирование считается качественным, если за мин давление в обсадной колонне снизится не более 0,5 МПа - желонированием жидкости из скважины с понижением уровня тампонирование считается качественным, если зач уровень восстановился не более, чем нам. По окончании ликвидационного тампонирования ствола скважины производится ликвидация устья в следующем порядке - при отсутствии обсадных труб на устье скважины проходится шурф глубиной ми сечением 1,0 м на устье скважины укладывается бетонная плита размером 0,8 0,8 0,15 м, на которой указывается номер скважины, ее глубина, дата окончания бурения, дата ликвидации скважины шурф засыпается грунтом и трамбовкой - при наличии обсадной колонны верхняя труба срезается на высоту 0,8 м, а на оставшуюся часть одевается и приваривается металлическая заглушка с аналогичной надписью шурф засыпается грунтом с трамбовкой. 27. Организация работ В разделе "организация работ" для производственных организаций приводится перечень документов, необходимых для получения лицензии направо пользования недрами с целью добычи подземных вод. 1. Заявление о выдаче лицензии по установленной форме. 2. Сведения о предприятии. 3. Документы направо владения (пользования) земельным участком. 4. Характеристика водозабора (из заключения ФУГП "Геоцентр - Москва) 5. Результаты химических анализов воды по скважинам. 6. Отчет о выполнении "Условий пользования недрами, установленными в предыдущей лицензии. 7. Отчетность по форме 2-ТП "Водхоз" за последние 5 лет. 8. Справка из налоговой о наличии задолженности. 9. Санитарно - эпидемиологическое заключение Роспотребнадзора. Следует дать последовательность выполнения отдельных видов работ, их срок выполнения, способ ликвидации скважина также требования к безопасному ведению труда, охране труда, к мероприятиям по охране окружающей среды вовремя сооружения и эксплуатации скважины. 92 В учебном и дипломном проекте в этом разделе необходимо привести план – график работ и геолого- технический наряд. (табл. 25). Пример. Таблица 25 План-график сооружения водозаборной скважины глубиной 400 м Наименование работ 2000 2001 Ноябрь Декабрь Январь Февраль март Апрель 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Обсуждение и подписание договора на сооружение скважины Составление проектно-сметной документации, получение разрешения на бурение Бурение скважины, в том числе подготовительные работы Вскрытие и освоение водоносного горизонта Обвязка скважины, установка водоподъемного оборудования Сдача скважины заказчику 93 от до в се го О се в а я нагрузка, кН Ча ст о та в р а щ е н и я, о б/ м и н Ра сх о д очистного а ге н та л /м и н В и д о ч и ст н о го а ге н та О бра бо тк а р е а ге н та м и 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 П р и м е ч а н и я Т а м по н и р о в а н и е , параметры смеси Геологическая часть Техническая часть Режимы бурения Мощность слоя, м № Гео л о ги ч е ск и й р а зр е з, (к о л о н н а ) П о р о да (краткая х а р а к те р и ст и к а ) К а те го р и я пород по бу р и м о ст и С та ти ч е ск и й уровень (от поверхности м Организация____________________________ П о н и ж е н и е пр и о тк а ч к е , м К о н ст р у к ц и я ск в а ж и н ы Т и п, ди а м е тр по р о до р а зр у ш а ю щ е го и н ст р у м е н та , м м Очистной агент Проектная глубина скважины, м_____________ Скважина начата___________________________ Скважина окончена________________________ Технологическая карта (ГТН) на сооружение скважины Скважина сдана в эксплуатацию с дебитом, м³/ч__________________________ Буровая устновка_______________________________ Буровой насос___________________________________ Бурильные трубы УБТ__________________________________________ 28. Общие требования, предъявляемые к оформлению проекта Выполнение проекта осуществляется на основании задания на проектирование, выданного руководителем. Текстовая часть проекта дополняется таблицами (ГТН, план – график работ и др, а также рисунками (схема конструкции скважины, установки насоса, работы эрлифта, циркуляции промывочной жидкости, размещения бурового оборудования, чертежи специальных снарядов, графики и т.д.) Расчетные формулы записываются в буквенном выражении и нумеруются, использованные символы расшифровываются с указанием размерности. Страницы нумеруются, составляется список использованной литературы и оглавление. При выборе в качестве спец – темы при составлении дипломного проекта могут быть приняты, например, проблемные вопросы вскрытия или освоения водоносного горизонта. А также разработка вопросов, касающихся внедрения новых технологий и технических средств, позволяющих сократить стоимость и сроки работ, повысить качество последних. |