ЛИКВИДАЦИОННОЕ ТАМПОНИРОВАНИЕ И ЛИКВИДАЦИЯ 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 ликвидационного тампонирования. Перед ликвидационным тампонированием необходимо выполнить следующие работы:
1) произвести 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 обеспечить 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 1x1x1 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 изолирующих 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
Ут. р = 0,785(К3 + КП)ЯС%, (25.11)
где К3 — коэффициент запаса объема, величина которого при
нимается в зависимости от состояния стенок скважины; при наличии каверн размером до 1,5 номинального диаметра скважины К3 = 1,1, при наличии каверн до 2 номинальных диаметров скважины К3 = 1,2; Кп — коэффициент потерь раствора при одном цикле закачки: Ки = 0,08-0,15; Ис — диаметр скважины по данным кавернометрии, м; 7Ц — длина разового интервала тампонирования, м.
Количество продавочной жидкости, нагнетаемой за один цикл (в м3) находится из выражения
= 0,785 ё-1 Лбт, (25.12)
где йо — внутренний диаметр заливочных труб, м; Лб т — глуби
на погружения нижнего конца 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 тампонажного камня определяются проектом тампонирования скважины и обусловлены геологическими, гидрогеологическими и горными условиями района работ.