title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Тампонирование скважин вращательного бурения

Тампонирование скважин вращательного бурения

По зазорам между стенками скважины и закрепляющими их обсадными трубами, между колоннами обсадных труб в эксплуатируемый водоносный горизонт могут проникать загрязненные поверхностные и подземные воды. Кроме того, из эксплуатируемого напорного водоносного горизонта вода может уходить в неэксплуатируемые, изливаться на поверхность, что приводит к истощению подземных водных ресурсов, наносит большой ущерб народному хозяйству. При роторном бурении зазор между стенками скважины и обсадными трубами образуется вследствие их бурения долотом, диаметр которого больше диаметра обсадных труб на 75 мм и более. При ударном бурении зазоры создает башмак обсадной колонны, диаметр которого на 20 мм больше наружного диаметра обсадных труб. Тампонирование предотвращает непроизводительное расходование и загрязнение водоносных горизонтов.
Задавливание колонны обсадных труб в пласт жирной глины. Это один из наиболее простых способов тампонирования затрубного пространства. Породы в месте тампонирования разбуривают ступенчато долотами малого диаметра. При роторном бурении в скважину опускают колонну обсадных труб, снабженную башмаком без уширенной части (рис, 58, а, б). К поверхности такого башмака после срезки уступов диаметром D3 и D2 хорошо прилегает слой глин. Чем длиннее башмак, тем надежнее тампонирование. Ho башмак не следует оставлять внутри пласта с песком, поскольку это может вызвать спаривание колонн песком, проникающим в зазор между предыдущей и последующей колоннами обсадных труб.
При ударно-канатном бурении применяют короткие башмаки с уширенным низом. Поэтому зазор между трубами и глиной можно герметизировать только разбухающей глиной. Это не гарантирует надежное тампонирование.

Задавливание колонны обсадных труб, устанавливаемой в фильтрующих породах, в слой мятой жирной глины (рис. 58, е). Применяют при ударном бурении с ходовой колонной, то есть в скважинах, закрепляемых трубами одновременно с бурением в том случае, если не обеспечивается достаточно надежное естественное тампонирование. Ниже башмака колонны диаметр скважины расширяют на 150...200 мм. Образовавшееся пространство заполняют шариками из хорошо промятой жирной глины диаметром около 5 см и послойно трамбуют. Если в скважине есть вода, то шарики предварительно подсушивают до образования на них тонкой корки. Колонну труб задавливают до забоя, затем продолжают бурение долотом меньшего диаметра. Расширенную часть скважины рекомендуется заполнять также цементным раствором (по заливочным трубкам).
Тампонирование с нижней пробкой (рис. 58, г). Применяют при роторном способе бурения. В скважину, заполненную на глубину L утрамбованными шариками из глины или цементным раствором, задавливают колонну обсадных труб, закрытую снизу пробкой. Глина и цемент при этом выдавливаются в затрубное пространство. При тампонировании цементом пробку разбуривают через 1...3 сут. Если колонна труб уже находится в скважине, ее нижний обрез закрывают деревянной затяжной пробкой.
Тампонирование с подачей цементного раствора по заливочным трубкам (рис. 58, д). В колонну обсадных труб по заливочным трубкам подают цементный раствор, а затем насосом промывочную жидкость. Промывочная жидкость выдавливает цементный раствор в затрубное пространство. О герметичности колонны судят по показаниям манометра 8. После затвердения цементного раствора образовавшуюся цементную пробку 5 разбуривают. Слой цемента или глины толщиной l необходим для предупреждения прорыва в затрубное пространство промывочной жидкости.
Перед тампонированием для ликвидации глинистых пробок затрубное пространство скважин роторного бурения промывают глинистым раствором (промывочной жидкостью). Кроме того, для свободного пропуска раствора в затрубное пространство колонну обсадных труб приподнимают над забоем.

Цементация затрубного пространства с двумя деревянными разделительными пробками (рис. 59). Это наиболее надежный способ тампонирования. Нижняя пробка предупреждает смешение накачиваемого в обсадную колонну цементного раствора с заполняющей скважину промывочной жид-костью. Дошедшая до забоя нижняя пробка пропускает цементный раствор в затрубное пространство. Верхняя пробка выполняет роль поршня, выдавливающего раствор в затрубное пространство. Она продвигается вниз до встречи с первой пробкой под давлением накачиваемой в колонну промывочной жидкости.
Манжетное тампонирование цементом (рис. 60) применяют для одноколонных конструкций. На уровне или несколько выше кровли водоносного горизонта на колонне обсадных труб устанавливают обратный клапан или деревянную пробку. С наружной повехности колонны выше клапана укрепляют воронкообразную манжету из брезента с облицовкой стальными пластинками или без них. Цементный раствор продавливают в затрубное пространство через отверстия 3 (6...8 отверстий диаметром 12...15 мм расположены равномерно по окружности обсадной трубы). Затем клапан разбуривают.

Для создания тампона одинаковой ширины по всему контуру обсадных труб колонны центрируют в скважинах с помощью приваренных к их поверхности направляющих фонарей (скоб) из прутковой стали. Затрубное и межтрубное пространство цементируют высокопрочным тампонажным цементом марок 400, 500 или 600. Время начала и конца схватывания цемента должно быть минимальным, но достаточным для окончания всех операций по приготовлению и закачиванию цементного раствора в затрубное пространство. Для более быстрого схватывания цемента в его раствор добавляют ускорители схватывания (хлористый натрий или хлористый кальций — 2% массы сухого цемента, жидкое стекло — 1 %), а для замедления (при тампонировании глубоких скважин с высокой температурой) — замедлители схватывания. Обычный срок цементирования около 1 ч.
Цементный раствор приготавливают в гидравлических цементомешалках, хорошо промытых и очищенных глиномешалках и растворомешалках. Закачивают его в скважину цементировочными агрегатами или грязевыми насосами буровой установки. Цементного раствора должно быть достаточно для заполнения затрубного пространства на заданную высоту. Введением поправочных коэффициентов (1,2...1,3) учитывают наличие уширений в стволе скважины, расход цемента на образование цементной пробки внутри скважины и потери раствора.
Расход цементного раствора определяют по формулам или таблицам, приведенным в справочниках по бурению скважин.
Для приготовления цементного раствора воды нужно брать 40...50% массы сухого цемента (водоцементное отношение В:Ц = 0,4...0,5). Чтобы цементный раствор затвердел, в скважине не ведут работы 48...72 ч (чем выше качество цемента, тем меньше продолжительность перерыва в работе).
Качество цементации определяют по герметичности колонны обсадных труб и водопроницаемости цементного кольца, расположенного ниже последнего перекрытого водоносного горизонта. Испытание на герметичность проводят до разбуривания цементной пробки, а на водопроницаемость — после разбуривания.

title-icon Подобные новости