Сколько вариантов глушения скважин используется, их преимущества и недостатки, технология выполнения

Что это за процедура, ее назначение

Это процедура запечатывания скважины в случае ее фонтанирования, загрязнения или необходимости капремонта.

В таком случае важно снизить давление, заглушив поток жидкостью с большей плотностью. Если источник не загрязнен, то после снижения давления его вновь распечатывают, промывают место его выхода на поверхность, и он снов готов к использованию.

В случае с приведением водоносного слоя к негодности, скважину над ним запечатывают наглухо.

Когда можно не замуровывать?

Если вода ушла из скважины, например, к этому же водоносному слою подсоединился кто-то еще, и напор упал или пласт обезводился, то можно обойтись без глушения.

В этом случае либо придется ждать, когда пласт снова наполнится, либо начать бурить глубже, либо сделать скважину в другом месте.

То есть, если источник внезапно иссяк, то можно отказаться от глушения в надежде, что он восстановится.

В каких случаях глушат?

Обязательному глушению подвергаются скважины, в которых либо изменилось давление, из-за чего они начали фонтанировать, либо вода пришла в негодность. Также эта процедура обязательна при КРС (капитальный ремонт скважины).

Ремонт необходим по следующим причинам:

1. Водоносный слой поменял свое расположение, например, опустился. В этом случае придется углубляться в земные пласты в его поисках.
2. Произошла частичная и полная поломка/деформация обсадной колонны. Чтобы ее починить, придется удалить непригодные части и заменить их новыми.
3. Произошел обрыв насоса.

В любом случае, чтобы специалисты могли ликвидировать повреждения, нужно остановить подачу воды, так как при КРС ведутся подземные работы.

Нужно ли глушить, даже если в ней есть вода?

Обязательному закрытию подвергаются скважины, в которых вода пришла в негодность. Происходит такое чаще всего из-за деятельности людей, например, производится слив отработанной жидкости на комбинате или сброс отходов.

В случае химического или биологического загрязнения никакие очистки не помогут восстановить водоносный слой, поэтому идущую к нему скважину глушат, даже если в ней есть вода.

Виды

Существует несколько способов глушения скважин. Основные из них:

1. Заливка. Чтобы произвести работы по глушению, нужно определить глубину скважины и давление в ней.

   После получения данных и проведения расчета количества цементирующего состава, на дно опускается инжектор, прикрепленный к шлангу подачи раствора и помещенный в специальный мешок.

   Через него мешок наполняется цементом до тех пор, пока он полностью не заполнит внутреннее пространство скважины. Пока цемент будет затвердевать, в мешке нужно поддерживать давление, иначе состав будет вытеснен наружу. После полного затвердевания жидкость, оставшуюся в скважине, откачивают.

2. Герметизация. При фонтанирующей скважине сначала герметизируется ее устье, после чего в колонну заливается утяжеленный раствор. Во время проведения работ важно постоянно поддерживать давление в месте заливки состава в определенном диапазоне. Чтобы создать последний, сперва добиваются равновесного забойного давления у низа трубы.

   Затем создается равномерное пластовое давление, которое отслеживается и сохраняется на том же уровне во время закачки реагента – это подходящий по составу буровой раствор. Плотность и состав последнего всегда определяются по пластовому давлению. При этом плотность бурового всегда обязана быть ниже, чем у утяжеленного раствора.

   Устанавливается равновесие в давлении, которое создается между буровым реагентом и утяжеленным раствором, после чего в скважину опускается колонна так, чтобы ее низ касался поверхности пласта. После этого глушение завершается промывкой скважины по всей глубине буровым реагентом. Это один из самых простых и недорогих способов глушения.

3. Тампонаж. Чаще всего этот вид глушения применяется на старых или отработавших скважинах с целью их ликвидации. Чтобы провести тампонаж, нужно фонтанную аппаратуру прикрепить к торцу обсадной трубы, после чего подсоединить ее к нагнетающему насосу.

   Выбранный для глушения реагент закачивается в столб скважины, а после полного перекрытия поступления воды фонтанная аппаратура снимается, а затем в колонную трубу закачивается либо раствор цемента, либо разведенная глина.

Весь процесс должен проходить без перерыва, а количество жидкости для глушения превышать производительность скважины: можно увеличить скорость подачи состава или создать противодавление на водоносный пласт.

Глушение производится с полной заменой воды на выбранный для этого состав. Признаком окончания работы является появление из скважины жидкости глушения.

Требования к плотности и другим характеристикам растворов

Чтобы заглушить ствол, нужно предотвратить подачу воды из нее. Для этого в нее заливают под давлением реагенты с плотностью выше, чем у воды.

Основные требования к жидкостям глушения:

1. Их состав должен быть нейтрален по отношению к породе, в которой вырыта скважина.
2. Они не должны засорять поры пласта какими-либо твердыми частицами, то есть количество взвешенных частиц в них должно составлять менее 30 %.
3. Также состав жидкостей глушения не должен вызывать набухания глинистых слоев.
4. Подача и текучесть реагентов, как и их состав, не должны позволять проникать им в эксплуатируемые пласты.
5. Эти жидкости должны обладать термической стабильностью и морозоустойчивостью.
6. Также они не должны быть взрывоопасными, токсичными или горючими.

По составу жидкости глушения делятся на реагенты на водной основе (пены, глинистые и минеральные растворы, гели и эмульсии) и на углеводородной (нефтяной).

При использовании первых для снижения их негативного воздействия на пласт, в их состав добавляют:

• ингибиторы солей, набухания глин и коррозий;
• деэмульгаторы;
• ингибиторы солеотложений.

Также при глушении скважин важно подбирать жидкость не только по составу, но и по плотности. Ниже приведена таблица различных составов и их плотности:

Расчет жидкости для конкретной шахты

Важный этап подготовительных работ перед глушением скважины – проведение расчетов и выбор состава реагента. Как правило, для водозаборных скважин применяются средства с загустителями или минеральные соли.

Чтобы определиться с количеством раствора, нужно знать объем (V) столба внутри скважины, толщину его стенок и глубину спуска. Выявить объем раствора можно по формуле, представленной ниже:

Например, в поперечнике размеры ЭКС и НКТ в скважине составляют: D н = 14,6 см (D = 12,6 см) и d = 7,3 см (d 1 = 6,2 см). Глубина скважины и спуск для насоса равны: ВНК — Н = 2604 м и Н сп = 2435 м. Теперь можно рассчитать, какой объем у НКТ: V нкт = 2435 х 3,14 х (0,0732 — 0,0622) / 4 = 2,84 м³.

После этого вычисляется внутренний объем ЭКС: V эк = 2604 х 3,14 х 0,1262 /4 = 32,45 м³. Теперь можно рассчитать, сколько потребуется жидкости глушения: V жг = 1,1 х 2,84 + 32,45) = 38,8 м³.

Применяемые спецтехника и оборудование

Чтобы произвести работы, необходимы специальная техника и оборудование. Так, для глушения скважин потребуются:

• манометр;
• промывочное оборудование;
• ареометр для проверки плотности раствора глушения;
• агрегат цементирующий;
• блок глушения.

Последний обязательно должен использоваться при глушении скважин, так как он:

• осуществляет контроль над давлением внутри забоя;
• контролирует процесс бурения (при необходимости);
• может снизить при помощи дроссельного клапана давление в обсадной трубе.

Особенность расстановки техники следующая:

• каждый агрегат размещается на расстоянии минимум 10 м от устья сооружения;
• кабины не должны быть обращены к последнему;
• расстояние между техникой должно быть не менее 1 м.

Линии

Линией глушения называют трубопровод, через который подается раствор в скважину. Он соединяется с буровыми насосами, которые и закачивают утяжеленный реагент внутрь. Перед расстановкой труб необходимо составить схему их пролегания.

Способы

Выбор метода глушения зависит от глубины и состояния скважины. Применяются следующие способы:

С помощью двухфазной или трехфазной пены

Это достаточно устойчивое средство с длительным периодом действия, оно пластично и обладает упругостью. Заливается пенообразующее средство как в ствол/трубу, так и вокруг него. Применяя этот метод глушения, стоит учесть возможность перелива средства.

Такое происходит, если:

1. Снижается давление, из-за чего пена расширяется, теряя показатели трения.
2. Повышается температура, которая также вызывает расширение реагента.

Чтобы не произошло вытекание пены, нужно правильно рассчитать ее количество как для внутритрубного пространства, так и вокруг труб. Расчет проводится по формуле, представленной ниже:

Преимущество метода – высокие показатели закупоривания, что обусловлено свойствами пены. К минусам можно отнести то, что пена не способна проникать на большую глубину, и, чтобы доставить ее в нужное место, потребуется большое давление.

Методом бурильщика

В этом случае глушение проводится путем замены изначального бурового раствора более тяжелым составом. При этом важно учитывать скорость циркуляции последнего.

Метод состоит из двух циклов:

1. Используется исходный раствор для вымывания флюида.
2. Давление в обсадной колонне снижают, а в бурильных трубах удерживают до тех пор, пока реагент не попадет в устье.

Многоцикличное (двухстадийное)

Количество циклов при этом методе глушения напрямую зависит от глубины скважины и глубины спуска насоса:

• так, если глубина последнего составляет более 50 % длины ствола до интервала перфорации, то нужно произвести два цикла;
• если глубина спуска оборудования составляет менее 50 % длины ствола скважины, то 3 и более циклов.

Этот метод обеспечивает качественное глушение, в чем его преимущество, но к минусам можно отнести сложность расчетов объемов реагентов для каждого цикла.

Одноцикличное

При этом методе глушение обеспечивается за счет замены исходной жидкости через насосно-компрессорные трубы с продавливанием тяжелого реагента в пласт.

Преимущество метода – скорость глушения, а недостаток – сложные расчеты плотности жидкости. Проводятся они по формуле:

Непрерывное

При этом способе глушения проводится постоянное утяжеление бурового реагента во время вымывания пластового флюида. Важно, чтобы плотность жидкости повысилась до уровня, благодаря которому она перекроет приток из пласта.

Преимущество метода в том, что скважина не простаивает под давлением. Недостаток в том, что с постоянным утяжелением раствора меняется давление, за которым постоянно нужно следить.

Лист глушения

Это документ, в который вносятся все параметры скважины и проводимые расчеты, например:

• глубина скважины по стволу и вертикали;
• плотность жидкости в скважине;
• производительность оборудования;
• метод глушения и многое другое.

Только после того, как все данные будут внесены в лист глушения, можно приступать к работам.

Скачать лист глушения скважин.

Что свидетельствует об успешном завершении процесса?

Каков главный признак того, что глушение произведено правильно и закончено?

Это соответствие плотностей как у выходящей из ствола жидкости, так и жидкости глушения.

Также при этом должен быть использован весь объем утяжеленного реагента в соответствии с расчетной величиной.

Как избежать закупорки?

Чтобы не закупоривать ствол колодца, нужно еще на стадии его оборудования создать систему фильтрации. В этом случае, даже если источник загрязнится, его не нужно будет глушить, так как сработают фильтры по его очистке.

Видео по теме статьи

О методах глушения скважин расскажет видео:

Заключение

Глушение скважины – вынужденная мера в условиях, когда источник:

• либо полностью иссяк,
• либо подвергся биологическому или химическому заражению,
• либо начал фонтанировать.

Процесс может быть как возвратимым, то есть со временем скважину можно будет «расконсервировать» и пользоваться водой из нее, так и безвозвратным.