Ликвидационный тампонаж скважин. Особенности проведения тампонажа скважины Тампонирование канализации в квартире

Тампонированием скважины называется комплекс работ по изоляции отдельных ее интервалов. Тампонирование осущест­вляется с целью предотвращения обвалов скважины и размыва­ния пород в пространстве за обсадными трубами, разделения водоносных или других горизонтов для их исследования, пере­крытия трещин, пустот, каверн, для ликвидации водопроявлений, поглощения промывочной жидкости при бурении.

Рис. 8.1. Общая схема тампонажа:

1 – колонна обсадных труб; 2 – тампонажный материал; 3, 4, 5 - изолируемый, водонепроницаемый и водоносный пласты соответственно.

При бурении на жидкие и газообразные полезные ископае­мые, а также на минеральные соли необходимо изолировать пласт полезного ископаемого от вышележащих пластов. Изоля­ция отдельных горизонтов в скважине необходима для предот­вращения проникновения грунтовых и пластовых вод в пласт полезного ископаемого. При подходе к продуктивному пласту про­ходка скважины прекращается в водонепроницаемом вышерас­положенном пласте. Затем в скважину спускают колонну об­садных труб, а кольцевое пространство между низом колонны и стенами скважины заполняют водонепроницаемым материа­лом. Тампонированием затрубного пространства обсадная ко­лонна предохраняется от сжатия давлением и корродирующего воздействия минерализованных подземных вод.

Применяют постоянное и временное тампонирование. Посто­янное тампонирование проводят на длительное время. При по­стоянном тампонировании околоствольное пространство изоли­руется от ствола скважины. Временное тампонирование предна­значается для изоляции отдельных горизонтов и проводится на срок испытания скважины.

Тампонирование производят для разобщения и изоляции водо­носных пластов с разным химическим составом. Например, для изоляции горько-соленой воды от питьевой, изоляции водоносных пластов от нефтегазоносных, для производства опытных нагнетаний воды в пористый пласт, для защиты обсадных труб от коррозии минеральными водами, для устранения циркуляции подземных вод по стволу скважины при извлечении обсадных труб и ликвидации скважины.

В качестве тампонажных материалов используют глину, це­мент, глиноцементные смеси с наполнителями, быстросхватывающиеся смеси (БСС), битумы и смолы.

Тампонирование глиной применяют при бурении неглубоких разведочных или гидрогеологических скважин. Если в месте намечаемого тампонирования залегает пласт глины мощностью 2-3 м, то тампонирование осуществляют задавливанием башмака обсадной колонны в глину, предварительно пробурив этот лласт на 0,5-0,6 м.

При отсутствии на забое глины или при недостаточной мощ­ности ее пласта нижнюю часть скважины заполняют вязкой глиной, в башмак обсадной колонны вставляют конусную проб­ку, которой выдавливают глину в затрубное пространство. По окончании тампонирования пробки разбуривают.

Тампонирование с помощью цемента называется цементиро­ ванием скважин. Цементирование используют при бурении скважины на воду, нефть, газ и в случаях, когда необходимо получить прочный и плотный тампон на весьма продолжитель­ное время.

Для цементирования скважин используют тампонажный це­мент на основе портландцемента.

После смешивания с водой тампонажный цемент должен да­вать подвижный раствор, перекачиваемый насосами, который с течением времени загустевает и затем превращается в водо­непроницаемый цементный камень. Цементный раствор надо изготовлять как можно быстрее, чтобы предупредить его схва­тывание во время нагнетания в скважину. Готовят цементный раствор в цементомешалках или в специальных цементировоч­ных агрегатах, смонтированных на автомобиле.

Наиболее широко применяемый способ цементирования при разведочном бурении - погружение башмака обсадной колонны в цементный раствор, залитый на забой скважины. Забойное цементирование проводят для изоляции нижней призабойной части колонны обсадных труб. Цементный раствор заливают в скважину через заливочные трубы на высоту 2-3 м.

После извлечения из скважины заливочных труб на забой спускают колонну обсадных труб. После затвердения цементно­го раствора разбуривают пробку в обсадных трубах и продол­жают проходку скважины.

Временное тампонирование скважин производится на непро­должительный период проведения раздельного исследования во­доносных (нефте- и газоносных) горизонтов.

Для разобщения отдельных участков скважины, подвергае­мых исследованиям (откачки, нагнетания), используют специ­альные тампоны, называемые пакерами. По принципу действия различают пакеры простого и двойного действия. Пакеры про­стого действия разделяют скважину на два изолированных друг от друга участка, а двойного действия - на три.

Принцип действия пакера основан на том, что при расшире­нии резиновой манжеты или подушки надежно уплотняется за­зор между стенками скважины и колонной труб, на которой опускается тампон. Резиновая манжета (подушка) в скважине может уплотняться механически, с помощью воды или сжатого воздуха.

Гидравлический пакер (рис. 8.2.) с двумя резиновыми каме­рами 3 (двойного действия) спускают в скважину на колонне труб 1. Вода, подаваемая под давлением через трубки 2 в ка­меры 3, прижимает их к стенкам скважины. Таким образом скважина разделяется на три участка. Через фильтровую трубу 4 после установки пакера производят опытные откачки или наливы.

Рис. 8.2. Гидравлический пакер:

I – водоупор; II – пористый водоносный пласт; 1 – колонна обсадных труб; 2 – трубка для нагнетания воды; 3 – камера; 4 – соединительная трубка; 5 – фильтровая труба; 6 – глухая пробка

Тампонирование без обсадных труб. Для борьбы с погло­щением промывочной жидкости без уменьшения диаметра сква­жины применяют БСС различного состава. Дозировка смеси, содержащей портландцемент, глинистый раствор, жидкое стек­ло, каустическую соду и воду, зависит от качества цемента и глины. Изменением количества жидкого стекла и каустической соды регулируют свойства смеси и сроки ее схватывания. Че­рез 20-35 мин после приготовления БСС теряет подвижность, а через 1-1,5 ч заканчивается ее схватывание. Используют также тампонажные смеси на основе синтетических смол путем смешивания их с наполнителем и последующим введением в смесь отвердителя.

Тампонажные смеси должны быть доставлены к месту по­глощения промывочной жидкости до потери подвижности. Смесь, доставляют одним из следующих способов: 1) заливкой через устье неглубокой скважины; 2) закачиванием через бурильную колонну, 3) в колонковом наборе, закрытом снизу глиняной пробкой, с последующим выдавливанием промывочной жид­костью; 4) с использованием специальных тампонажных уст­ройств.

Доставленную в зону поглощения тампонажную смесь после выдержки в течение времени, необходимого для ее затвердева­ния, разбуривают.

Производство работ по цементированию скважины при помощи двух пробок

Если необходима большая высота подъема цемента в затрубном пространстве (на любое расстояние от забоя, вплоть до устья скважины), применяется цементирование под давлением с разделяющими пробками . При этом используют две разделяющие пробки и цементировочную головку. Разделяющие пробки снабжены уплотняющими резиновыми манжетами. Верх­няя пробка сплошная, а в нижней выполнен осевой канал, пе­рекрытый стеклянным диском или резиновой перепонкой.

Промывка затрубного пространства . Через отвод 1 (рис. 8.1, а) цементировочной головки нагнетают промывочную жидкость для промывки скважины. При этом колонна обсадных труб подвешена в устье скважины с помощью лафетного хомута и не касается забоя.

Введение в обсадные трубы нижней пробки . Для этого цементировочную головку отвинчивают от колонны и в устье обсадной ко­лонны вводят нижнюю пробку. После этого навинчивают цементировочную головку с закрепленной в ней верхней пробкой

Нагнетание цементного раствора в колонну обсадных труб. Освобождение верхней пробки и ее продавливание вдоль колонны. Вывинчивают выдвижные стопоры 6 цементировоч­ной головки, освобождая этим верхнюю пробку и через отвод нагнетают промывочную жидкость (глинистый раствор или воду) для продавливания пробок. Тогда система, состоящая из двух пробок и цементного раствора между ними, будет перемещаться вниз.

Продавливание цементного раствора в затрубное пространство . Когда нижняя пробка упрется в упорное (стопорное) кольцо, закрепленное между трубами и башмаком, тогда возросшим давлением насоса раздавливается стеклянная пластинка, перекрывающая отверстие в нижней пробке, и цементный раствор через это отверстие продавливается в кольцевое затрубное пространство (рис. 8.1, в). Окончание нагнетания цементного раствора в затрубное про­странство соответствует моменту схождения пробок (рис. 8.1, г), определяемому по резкому повышению давления на манометре.

Снятие колонны обсадных труб с лафетного хомута и спуск колонны до забоя .

Для этого колонну с помощью элеватора, крюка, талевой системы и лебедки бурового станка приподнимают, вынимают из корпуса лафетного хомута и спускают колонну до забоя.

Выдерживание колонны обсадных труб под давлением (при за­крытых отводах 1 и 2) в течение 12-24 ч до конца схватывания и затвердевания цемента.

Снятие цементировочной головки , разбуривание пробок и упорного кольца, очистка забоя.

Проверка результата тампонирования . Для этого понижают откачкой уровень жидкости в скважине ниже (не менее чем на 10 м) статического уровня тампонируемого водоносного горизонта. Если в течение суток уровень воды в скважине не поднялся (не учитывая поднятия уровня до 1м за счет стенания капель по стенкам труб), то считают, что тампонирование водоносного пласта произведено и об этом составляется акт.

Рис. 8.1. Схема тампонажа скважины цементом по способу «с двумя пробками»:

а – начало закачивания цемента; б – конец закачки цемента; в – начало подъема цемента в затрубное пространство; г – конец цементации

1 – запорный кран; 2 – манометр; 3 – головка для цементации; 4 – верхняя часть пробки; 5 - резиновые манжеты; 6 - нижняя часть пробки; 7 – обсадная труба; 8 - верхняя пробка; 9 - нижняя пробка

С.В. МИРОНОВ,

начальник Сургутского тампонажного управления

ОАО «Сургутнефтегаз»

PLUG-UP WORKS DURING CONSTRUCTION OF WELLS

S. MIRONOV, STU, «Surgutneftegas» JSC

During 35 years «Surgutneftegas» JSC"s special production division - Surgut plug-up department makes all types of plug-up works, ensuring annual service of more than 4.5 mln. m drilling.

Key words: cementing of wells, new technologies

Тампонажные работы при строительстве скважин

В цикле строительства скважины очень важная роль отводится процессу цементирования как наиболее ответственному этапу ее строительства. Особая важность и значимость тампонажных работ обуславливаются тем, что неудачи при их проведении могут свести к минимуму успехи предыдущих этапов строительства скважины.

Все виды тампонажных работ в течение 35 лет выполняет специализированное производственное подразделение ОАО «Сургутнефтегаз» - Сургутское тампонажное управление, обеспечивая обслуживание более 4,5 млн м проходки горных пород в год. В период своего становления коллектив предприятия стремился вписаться в трудовой ритм предприятий бурения, становясь их надежным партнером. В настоящее время Сургутское тампонажное управление - самое крупное в отрасли специализированное предприятие по цементированию обсадных колонн, которое имеет необходимую современную тампонажную технику, технологическое оборудование и тампонажные материалы для своевременного и качественного выполнения тампо-нажных работ на всей территории деятельности ОАО «Сургутнефтегаз». Пос-

тоянно возрастающие объемы бурения, требования к качеству выполняемых работ нашли отражение в структуре предприятия, численности и расположении производственных цехов и участков. В состав управления входят пять цехов крепления скважин и четыре участка, в том числе участок по ремонту и обслуживанию спецтехники, две лаборатории тампонажных растворов (включая одну в Якутии). По мере ввода новых месторождений география деятельности тампонаж-ников расширяется. Сегодня работа ведется на месторождениях районов Ханты-Мансийского автономного округа -Югры, а также за его пределами - в Томской, Омской, Новосибирской и Тюменской областях, Красноярском крае и в Республике Саха (Якутия).

В связи с разбуриванием новых месторождений и увеличением средней глубины

строящихся скважин значительно повысились требования к качеству производства работ по цементированию, реализация которых стала возможной за счет внедрения новых тампонажных материалов, спецтехники и технологического оборудования, совершенствования технологических процессов цементирования.

Одним из важных направлений повышения качества цементирования обсадных колонн является применение облегченных тампонажных цементов заводской готовности, обеспечивающих минимальную плотность приготавливаемого цементного раствора при сохранении прочност-

В лаборатории цементных растворов

ных и адгезионных свойств цементного камня. В течение ряда последних лет проведен большой объем лабораторных и промысловых испытаний облегченных тампонажных цементов различных составов и заводов, изготовителей (ПЦТ I-50, ПЦТ II-50, ПЦТ III Об 5-50,

ПЦТ III Об 5-100, МТО-5-100, ПЦТ III Об 2-50, ОТМ-4, ЦТОА-1-50, ЦТОС 5-100, ЦТОС 4-100, ЦТРО). Результаты проведенных испытаний позволили выбрать наиболее эффективные облегченные тампонажные цементы, по сравнению с ранее применяемыми. Для подготовки к массовому переходу на облегченные цементы заводской готовности в бестарном виде поставки проведены работы по реконструкции всех складов цемента с целью увеличения объема хранения цементов, снижения негативного воздействия на окружающую среду.

С целью повышения качества сцепления цементного камня с эксплуатационной колонной в интервале продуктивных пластов применялись различные тампонажные цементы для умеренных (ПЦТ I-100, ПЦТ I G СС-1, ЦТР-1-100, ЦТРС-100, РТМ-75) и повышенных температур (ШПЦС-120, ЦТТС, ЦТВА-1-160). В 2011 г. в Западной Сибири перешли на применение тампонажно-го цемента класса G вместо ранее используемого ПЦТ-I-100. С его применением зацементировано более 70% эксплуатационных колонн, что позволило повысить показатель качества сцепления в интервале продуктивных горизонтов. С целью улучшения контакта в зоне продуктивных пластов были также проведены промысловые испытания расширяющихся тампонажных материалов, что обеспечило значительный прирост сплошного контакта цементного камня с обсадной колонной в этих скважинах.

Для повышения качества крепления скважин, строящихся в солевых отложениях Талаканского месторождения (Якутия), с 2010 г применяется магнезиальный там-понажный материал (МТМ-С), который был специально разработан для данных геологических условий. Во всех скважинах, где применялся МТМ-С, получен сплошной контакт цементного камня с колонной. В 2011 г все эксплуатационные колонны на Талаканском месторождении были зацементированы с применением магнезиального тампонажного материала.

Важным фактором в повышении качества применяемых тампонажных цементов для цементирования обсадных колонн в Якутии является ввод в эксплуатацию участка по растарке тампонажного цемента. Современное оборудование, которым оснащен участок, позволило механизировать процесс растарки цемента из мягких контейнеров, существенно снизить его потери в виде цементной пыли и от воздействия окружающей среды за счет улучшения условий его хранения и повышения культуры производства. С буровых бригад была снята непрофильная функция и исключена тяжелая физическая работа при затарке цемента в цементосмеси-тельные машины.

Проведена большая работа по внедрению новых видов и способов цементирования. Освоены технологии манжетного, селективно-манжетного, ступенчатого цементирования эксплуатационных колонн, с использованием различных муфт и пакеров. Совместно с внедрением новых видов цементирования расширяется гамма используемых тампонажных материалов и рецептур цементных растворов, испытываются химические реагенты, повышающие качество крепления скважин.

Только вертолетом можно долететь

В станции управления процессом цементирования

В лабораториях тампонажного управления, которые оснащены современным импортным оборудованием, ведется входной контроль всех поступающих тампо-нажных материалов, проводится подбор рецептур там-понажных растворов для конкретных условий скважин, испытываются различные химические реагенты для повышения качества цементного камня.

С 2010 г. в Талаканском цехе крепления скважин введена в эксплуатацию новая лаборатория тампо-нажных растворов, оснащенная современным оборудованием для проведения анализа цементных растворов и камня. Кроме того, имеется портативное лабораторное оборудование, которое позволяет непосредственно перед цементированием проводить анализ тампонажного материала на приготовленной жидкости затворения,

что является необходимым условием качественного проведения операции по цементированию с применением магнезиального тампонажного материала.

Важным фактором повышения качества цементирования является применение более производительной и надежной спецтехники, технологического оборудования. Тампонажни-ками совместно со специалистами отечественных машиностроительных заводов была проведена большая работа по разработке и внедрению в производство двухнасосного плунжерного цементировочного агрегата, це-ментосмесительной машины повышенной грузоподъемности, спецтехники на санях (для обслуживания разведочных скважин), автоцементовоза на шасси повышенной проходимости, обеспечивающего доставку цемента непосредственно на буровую для дозатарки цемен-тосмесительных машин.

Двухнасосный цементировочный агрегат был спроектирован для работы в суровых северных условиях, который при незначительном увеличении массы значительно превосходит по техническим характеристикам два обычных агрегата с поршневыми насосами. Эти агрегаты нашли широкое применение при выполнении работ по цементированию и освоению скважин.

Был изготовлен опытный образец и проведены промысловые испытания цементосмесительного агрегата на шасси повышенной грузоподъемности, который позволит перевозить в 1,5 раза больше тампонажных материалов.

В связи с проявлением в организационной структуре ОАО «Сургутнефтегаз» управления поисково-разведочных работ возникла необходимость в создании специальной тампонажной техники, которую можно транспортировать на внешней подвеске вертолета на изоли-

Большегрузный автоцементовоз

Цементирование разведочной скважины

рованные скважины. Были разработаны и изготовлены цементировочные агрегаты (АЦС-320), цементосмеси-тельные машины (1СМР-20), компрессорные станции на санях (ПКС 7/100С), которые можно было транспортировать с одной скважины на другую вертолетной техникой. В настоящее время ведутся работы по дальнейшей модернизации спецтехники. Изготовлены три цементосме-сительные машины с увеличенным объемом бункера, что позволит снизить затраты на вертолетные перевозки из-за снижения потребного количества спецтехники для цементирования.

В управлении эксплуатируется одиннадцать осредни-тельных установок УОП-20, семь из которых были модернизированы. С применением УОП-20 в 2011 г. зацементировано 505 эксплуатационных колонн. Модернизированные осреднительные установки позволяют стабилизировать параметры одновременно приготавливаемых цементных растворов облегченной и нормальной плотностей, проводить их гидроактивацию, обеспечивать стабильную концентрацию химических реагентов во всем объеме приготавливаемых цементных растворов. Применение осреднительных установок позволило повысить качество сцепления цементного камня с обсадной колонной в интервале продуктивных горизонтов.

В целях усиления контроля за качеством проведения процесса цементирования обсадных колонн в управлении эксплуатируется 11 комплексов станций контроля и управления процессом цементирования нового поколения, которые были разработаны совместно с ЗАО «Электротех». На сегодняшний день это одни из самых надежных и точных станций контроля цементирования отечественного производства, в которых был впервые

АКСЕНОВА Н.А., ЛУЗАН М.В., ОВЧИННИКОВ В.П., ПАРХОМЧУК Н.В., РОЖКОВА О.В., ФЕДОРОВСКАЯ В.А. - 2015 г.

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТАМПОНАЖНОГО ЦЕМЕНТА

АБРАМОВ С.А., ВАХРУШЕВ Л.П., ГЕВОРКЯН И.Э., ДЮСЮНГАЛИЕВ М.А., ЛОСЕВА Н.Т., ЛУШПЕЕВА O.A. - 2008 г.

Чтобы защитить подземные источники воды от попадания грязи, используется тампонирование скважины. В него входит комплекс работ, позволяющих предотвратить негативное воздействие на воду при прекращении эксплуатации скважины.

Существует несколько типов скважин, поэтому владельцы задают вопрос, что такое тампонаж скважины на воду, что собой представляет, а также как осуществляется. В нашей статье мы рассмотрим процедуру тампонирования.

Когда тампонируют скважину, в процессе заполняют трещины горной породой, но можно использовать также и цемент. Такая процедура требуется для того, чтобы не допустить попадание воды, а также залежей нефти в конструкцию. В процессе работы требуется подавать вяжущие растворы за обсадную трубу, но можно также их подавать непосредственно в ствол.

На данный момент существует несколько типов тампонирования, которые мы рассмотрим.

Первый тип заключается в защите конструкции от проникновения внутрь воды из грунта или верховодка. Данный метод применяется при тампонировании обсадной колонны.

Затампонированная скважина

Если требуется полностью ликвидировать скважину, выполняют ликвидационное тампонирование. Для данной процедуры самым эффективным методом является цементирование. Необходимо проводить, если объект составляет угрозу для подземных вод, данная процедура является обязательной для тампонируемого водозаборного объекта. Как правило, ликвидируют старые скважины, чтобы их функционирование не смогло заразить артезианскую воду. Особое место занимает тампонаж артезианской скважины. Он выполняется только профессионалами, существует строгая процедура, поскольку артезианская вода является стратегическими государственными запасами. В случае нарушения требований, виновные несут ответственность в соответствии с законодательством.

Перед тем, как принять решение затампонировать скважину, требуется провести исследования соответствующими службами, которые и сделают заключение о необходимости тампонирования. Для этого составляется акт, затем готовят проект, который утверждается. Когда необходимые документы подготовлены, выполняется процедура тампонирования. Доверить эту работу нужно профессионалам

Если обустраивается артезианская скважина, решение о её ликвидации принимает та организация, которая выполняла работы при бурении.

Эксплуатационное тампонирование используется только в случаях со скважинами большой глубины.

Когда требуется делать тампонирование

Проектным работам предшествует принятие решения о необходимости данной процедуры. Данное решение принимают, если есть следующие признаки:

• вода низкого качества, но если провести работы по восстановлению скважины – это не принесет нужного результата или вообще не будет никакого эффекта;
• дебет скважины минимальный, поэтому дальнейшая эксплуатация невозможна;
• подлежат тампонированию временные конструкции, необходимость которых отпала, поскольку воду берут из других источников;
• составлен акт, в котором содержится информация о дефектах в конструкции, устранить которые невозможно, они стали причиной снижения качества воды, понизилась производительность или же устранить дефекты нецелесообразно с финансовой стороны;
• для поисковой и геолого-разведывательной работы делают временные скважины, которые подлежат обязательному тампонированию после того, как отпала необходимость в их функционировании;
• фонтанирующая скважина не используется;
• тампонирование проводят и в случае становления угрозы накопительными скважинами, жидкость из которых может проникнуть в водяные жилы.

Какие преимущества в тампонировании скважин

На данный момент не существует такого же эффективного способа защиты водоносных жил от загрязнений. Проведение тампонирования минимизирует риски появления деформации и разгерметизации.

Существуют ситуации, в результате которых вода низкого качества проникает в артезианские слои. При герметизации данная угроза устраняется, чистая вода изолируется от источника загрязнения.

В некоторых случаях процедура тампонирования проводится для того, чтобы добиться дополнительной изоляции конструкции.

Схема тампонирования скважины

Что используется при тампонировании и как проводят работы

Процессу цементирования скважины предшествует еще процедура расчётов. Такой подход позволяет правильно рассчитать количество материалов, необходимых для проведения работы. Просчитывается также состав смеси, и каким образом будет осуществляться подача. При выполнении анализов, учитываются некоторые данные. Речь идет о глубине скважины, какое расстояние между обсадной колонны и стенками скважины. Рассматривают форму проходки, есть ли нарушения в конструкции, которые появились в процессе монтажа гидротехнического сооружения. Берут во внимание состав грунта, твердость.

В том случае, если когда-нибудь в данной местности уже делали бурение скважин, то можно воспользоваться информацией из этого проекта. Если Вы грамотно проведете расчеты, то цементирование скважины пройдет максимально эффективно, расход материалов будет правильным (в данном случае сэкономите деньги). Также поможет правильно провести процедуру грамотное составление проекта.

Нужно понимать, что если Вы решили провести тампонирование скважины, то этот процесс необратимый, восстановить эксплуатацию скважины будет уже невозможно. Так же и невозможным будет исправить ошибки, допущенные в процессе. Именно поэтому лучше не осуществлять данную работу, если не уверенны в своих силах и знаниях, а доверить работу специалистам.

При осуществлении процедуры учитывают состав грунта. Это необходимо для того, чтобы правильно подобрать и рассчитать количество раствора. Самым распространенным является раствор из цемента и песка. Он лучше всего подходит для скважины, размещенной в плотном глинистом грунте. Основой в данном растворе будет портландцемент. Используется потому, что позволяет достигать отличную подвижность раствора, тем самым допускается подача с помощью насоса. Он очень быстро застывает и обладает высоким уровнем прочности.

Широкой популярностью пользуется асбест, бумага, а также другие волокнистые материалы при осуществления тампонирования в пористых грунтах. Если все же решитесь использовать обычный цемент и песок, то в процессе работы может получиться повышенный расход материала, что увеличит финансовые расходы на процедуру.

В некоторых случаях допускается применение вспенивающихся составов. В процессе застывания они расширяются. Они увеличивают показатели герметичности.

Неплохо добавить в смесь песок и гравий. Но этих материалов не должно быть очень много, важно, чтобы такой раствор оставался жидким. Чтобы продезинфицировать, добавляют сюда также хлорную известь.

Подготовка

На подготовительном этапе готовят документы. Как мы уже говорили – это акт и проект. Проект нужно согласовать с санитарной службой. Вся ответственность лежит непосредственно на владельце. Он должен следить, чтобы все работы велись в соответствии с проектом. Вот почему каждый владелец скважины, который собирается провести тампонирование, должен знать, как это делается. В санитарную службу и коммунальное хозяйство подают акты и технические отчёты по окончании работ.

Процедура

На сегодняшний день есть несколько эффективных способов проведения тампонирования. Один из самых распространенных и простых – заливка раствора цемента и песка внутрь. Раствор опускается вниз и заполняет пространство. Но эффективность данного метода не самая лучшая. Существуют более эффективные, но сложные.

В случае обратного тампонирования, раствор подают в скважину. Она проникает через стенки и поднимается наверх. Данный способ более эффективный, но и сложнее. Он требует использование специальной жидкости, которая подается под давлением, чтобы раствор мог подниматься вверх. Если обычное тампонирование можно выполнять самому, если знаете точно технологию, то обратное должен выполнять только специалист.

Глубокие скважины тампонируют по многоэтапной технологии. На разных участках тампонируют по очереди.

Тампонирование скважин – комплекс мероприятий, направленный на защиту недр и укрепление затрубного пространства и обсадной колонны от разрушающего воздействия породы и грунтовых вод. Многие начинающие самостоятельное бурение читатели часто интересуются, нужен ли тампонаж скважины на воду, и как его произвести своими силами.

Мы попытаемся ответить.

Цементирование скважины

Назначение

Начнем с того, что дадим определение самому термину. Тампонаж – это заполнение горных пород и присутствующих в них трещин цементным раствором для предотвращения просачивания воды, нефти или других ископаемых сквозь породу и проникновения этих веществ в другие слои и горизонты почвы .

Различают:

• непосредственное цементирование затрубного пространства скважин в целях укрепления ствола и предотвращения протечек верховодки и грунтовой воды в известняковый слой;
• цементирование в целях ликвидации скважины – ликвидационный тампонаж.

Ликвидация нужна из-за того, что в некоторых случаях старая скважина начинает представлять угрозу заражения водоносных слоев. Артезианские запасы воды считаются стратегическими запасами государства, поэтому их безопасность – это безопасность страны.

На основе анализов и экспертиз компетентные органы принимают решение о необходимости ликвидационного тампонирования объекта, затем составляют проект работ, и, после его утверждения, силами профессиональных организаций осуществляют цементирование.

Важно!
Эксплуатационное цементирование имеет смысл только в случае большой глубины скважины и определенных характеристик среза породы.
Для пробуренных скважин «на песок» эта мера не имеет практического смысла, так как в данном случае опасность сообщения разных водоносных горизонтов отсутствует.

При бурении артезианских скважин решение о необходимости цементирования принимает организация, производящая работы.

В каких случаях нужен тампонаж

Чтобы конкретизировать статью, следует сразу определить признаки, по которым можно установить необходимость цементирования и ликвидации скважины.

Итак, тампонаж необходим в случаях если:

• Качество воды в скважине ухудшилось, а восстановление или усовершенствование невозможно или нецелесообразно в силу технических, физических или экономических соображений;
• Объект выработал свой ресурс и больше не эксплуатируется;
• Временные скважины небольших диаметров больше не представляют интереса вследствие появления других источников подачи воды;
• Обнаружены дефекты конструкции объекта, снизился дебит или произошла авария, а восстановление экономически невыгодно или технически невыполнимо;
• Геолого-разведовательные или поисковые бурения выполнили свою задачу и более не нужны;
• Источники с напорными фонтанирующими водами перестали постоянно эксплуатироваться;
• Поглощающие скважины стали представлять угрозу заражения водоносных горизонтов.

Следует сказать, что тампонирование чаще всего выполняется при бурении нефтяных и газовых разработок. При добыче воды объекты цементируют редко, в особых случаях.

Здесь нет четких правил, когда точно следует или не следует производить бетонирование, все решается в процессе проектирования и производства работ на основе разведывательных данных, структуры среза породы, его состава и т.д.

На практике все выглядит таким образом: после завершения бурения хозяин скважины получает паспорт на объект, где указано, как именно следует за ним следить и какие меры принимать в тех или иных обстоятельствах. Кроме всего прочего, там сказано, что в случае аварии, поломки, ухудшения качества и прочих форс-мажорных обстоятельств хозяин обязан уведомить СЭС.

Далее СЭС производит забор воды на анализ и осмотр объекта. На основании полученных данных станция выносит вердикт о состоянии скважины и ее дальнейшей судьбе, а хозяин получает предписания к действиям, которые он обязан осуществить для ликвидации поломки или объекта.

Важно!
Ответственность за правильное проведение всех предписанных мероприятий полностью ложится на собственника, а невыполнение этих предписаний грозит уголовным преследованием за нарушение закона об охране недр.

Работы по правильному тампонированию производят с помощью специального оборудования, цена которого неподъемна для частного лица или дачника. Поэтому многих интересует, возможно ли цементирование своими руками? Однозначного ответа здесь нет, необходимо рассматривать каждый отдельный случай.

Монтаж

Для владельцев частных самодельных скважин следует знать, что их абиссинские колодцы и скважины «на песок» не нуждаются в цементировании. Это объясняется очень просто: эти объекты не представляют угрозы заражения для запасов пресной воды, так как они не пересекают разные водоносные горизонты, а черпают грунтовую воду из песчаного водоносного слоя.

Тем не менее, для таких объектов остается другая опасность: верховодка и осадочная вода может проникать вдоль обсадной колонны или иглы в песчаный слой и загрязнять грунтовые воды, снижая характеристики источника.

Комплексные мероприятия, направленные на своевременную защиту буровых глубоких гидросооружений от разрушения обсадных колонн, биологического и химического загрязнения водоносного слоя, именуются тампонированием скважины.

Основным источником питьевой воды является артезианская скважина, которая нуждается в частом проведении тампонажа.

Когда применяется тампонирование

Многие владельцы частных гидросооружений задаются вопросом, что такое тампонирование, в каких случаях его нужно проводить?

Тампонаж скважин - технологический процесс, связанный с перекрытием и разобщением водоносного горизонта защитной подушкой из цементного раствора. Цементирование проводится между водозаборным стволом и земляной шахтой. В качестве тампона могут использоваться глиняные смеси и расплавленный пластик.

Основное назначение тампонажа - предотвратить возможное попадание загрязнений биологического и химического происхождения в водоносный горизонт.

Процедура тампонирования сооружения может проводиться:

• когда требуется дополнительная изоляция водоносного слоя при снижении качества питьевой воды;
• когда нет необходимости в эксплуатации водозаборной точки;
• при выявлении технических и геологических неисправностей сооружения;
• при снижении производительности водного источника и отсутствии возможности его восстановления;
• для предотвращения сильного загрязнения источника в случае, если бурение или эксплуатация скважины проводились с грубыми нарушениями;
• для предотвращения возможного смешивания различных водных горизонтов - пресных, а также с большим содержанием солей и металлов;
• при сильном разрушении или деформации обсадной колонны.

Помимо всего прочего, тампонаж проводится при поиске новых водоносных слоев и для защиты от проникновения верховодок.

Виды и преимущества тампонирования скважин

Качественно проведенное тампонирование позволяет надежно заполнить трещины в грунте или самом сооружении при помощи цементного раствора. Это обеспечит защиту от проникновения подземных вод, нефтепродуктов и химических элементов в водозаборный столб, а также дополнительную герметизацию конструкции обсадной колонны.

Тампонаж скважины на воду осуществляется путем подачи готовых растворов высокой вязкости за пределы обсадной колонны или в водозаборный ствол.

Различают два вида тампонирования гидросооружений:

Защитное тампонирование. Предотвращает возможное проникновение подземных вод и верховодки в шахту скважины. Цементирование выполняется за пределами обсадной колонны.

Ликвидационное тампонирование. Предусматривает полную ликвидацию водозаборной точки. Цементирование выполняется по всему объему ствола.

Тампонаж для ликвидации проводится в условиях, когда гидросооружение разрушается или может стать причиной загрязнения водоносных слоев. В первую очередь ликвидации подлежат артезианские скважины, срок службы которых истек, или водозаборный столб полностью разрушен.

До принятия решения о проведении тампонажа проводится экспертиза состояния сооружения и водоносного горизонта. После составления и утверждения рабочего проекта недействующее сооружение тампонируют. При этом решение о ликвидации питьевой скважины принимается подрядчиком, который проводил строительные работы.

Тампонирование гидросооружений различной сложности имеет ряд преимуществ:

• Укрепляется обсадная колонна при снижении риска развития деформаций конструкции и снижения герметизации соединительных швов.
• Герметизируются чистые водоносные жилы, что предотвращает проникновение в них стоков и верховодок.
• Выполняется дополнительная гидроизоляция гидросооружения.

Типы вяжущих растворов, особенности технологии

Тампонирование - сложный и трудоемкий процесс, требующий правильной подготовки. Поэтому комплекс работ проводится после получения предварительных расчетов, в которых учитываются:

• глубина водозаборного ствола;
• расстояние между стенками шахты и конструкцией скважины;
• состав и объем грунта;
• наличие сторонних примесей в воде;
• имеющиеся технические нарушения конструкции.

Выбор вяжущих растворов для тампонирования проводится с учетом типа и состава грунта. Для работ используются следующие растворы:

Раствор на основе портландцемента и песка. Подходит для цементирования сооружения, обустроенного в глинистом грунте и суглинках. Готовая смесь обеспечивает высокую адгезию с основанием и быстрое высыхание.

Цементный раствор с добавлением наполнителей - асбеста, бумаги, волокнистых компонентов. Подобный раствор предназначается для сооружений, расположенных на подвижных пористых грунтах.

Вспененные растворы и жидкий пластик. Они используются для сооружений, возведенных в твердых грунтах, обеспечивая максимальную герметизацию конструкций.

Раствор для проведения тампонажа имеет жидкую консистенцию для удобства подачи при помощи насосного оборудования. Перекачка раствора выполняется через входящую трубу на высоту до 2,8 метра.

Технология проведения тампонирования скважины

Тампонаж артезианской скважины выполняется поэтапно и начинается с проведения необходимых анализов и подготовки рабочего проекта. После сбора всей документации, рабочих инструментов и материалов можно приступать к тампонированию.

Тампонировать скважину можно несколькими методами:

1. Подача цементной смеси для заполнения пространства между конструкцией скважины и шахтой. Продвижение заполняющей смеси на глубину происходит самопроизвольно. Основные преимущества метода - доступность и простота, но качество заливки низкое.
2. Цементирование обратного типа. Подобный способ осуществляется следующим образом: внизу скважины монтируется пробка для отделения обрабатываемой зоны. Готовый раствор подается в колонну, где под давлением выводится за ее пределы. Для создания давления в сооружение предварительно закачивается специальный промывочный состав.
3. Чтобы выполнить тампонаж глубоководных скважин, рабочий процесс разбивается на несколько этапов. Вначале цементируются нижние участки, затем - верхние.
4. Тампонирование при помощи глиняных цилиндров, которые устанавливаются в проходку специальной колонковой трубой. Перед использованием глина тщательно замачивается для получения густой смеси, из которой формируются плотные цилиндры. После создания высокого давления глубинным насосом цилиндры из глины выдавливаются на поверхность сооружения. Для сбрасывания избыточного давления в трубе имеются небольшие отверстия, через которые выводятся излишки жидкости.

Важно! Процесс тампонажа осуществляется до нижнего уровня залегания водоносной жилы.

Правильный выбор подходящего метода тампонирования определяет основные цели проведенной процедуры:

Пространство между стенками конструкции и колонной должно быть надежно заполнено вяжущим раствором. В таком случае обеспечивается высокая адгезия материала с основанием, что предотвращает появление пустот.

Застывший раствор должен быть устойчив к разрушению, деформациям, негативному воздействию подземных вод.

Подходящий состав для тампонажа должен иметь высокие эксплуатационные характеристики - прочность, износостойкость и долговечность.

При использовании промывочной жидкости после завершения процедуры тампонажа она должна полностью выводиться из обрабатываемой зоны.

Для проведения тампонирования должны применяться специализированное оборудование и техника.

Тампонаж буровых скважин вяжущими составами обеспечивает надежную защиту водоносных слоев от проникновения различных загрязнений из грунта или верховодок.

Подобный процесс проводится также для заброшенных гидротехнических сооружений, конструкции которых деформированы, разрушены или загрязнены, поэтому не подлежат восстановлению.

Если защитное тампонирование можно выполнить своими руками, то проведение ликвидационного тампонажа лучше доверить специализированным компаниям, имеющим в своем арсенале необходимое оборудование и технику.