Главная страница » Чем заполняется ствол скважины между цементными мостами и выше последнего моста при их ликвидации

Чем заполняется ствол скважины между цементными мостами и выше последнего моста при их ликвидации

  • автор:

Ликвидация скважин

Все скважины, выполнившие свое назначение, а также аварийные и вышедшие из строя, подлежат ликвидации, т.е. 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.

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 до 1,5 м. 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 до 4-5 м. 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 на 1 м трубы);

— залить в скважину цементный раствор на высоту 10-15 м выше башмака (на 1 м³ раствора необходимо 1000 кг цемента и 500 кг воды);

-верхнюю часть скважины затампонировать глиной.

Сильно засоренные скважины невозможно очистить полностью, тампонируются только цементным раствором до глубины на 10÷15 м выше кровли водоносного пласта. Остальной интервал до устья скважины тампонируется глиной.

Самоизливающиеся скважины с напором более 1,5 м 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.27 приведена в качестве примера схема ликвидационного тампонирования скважины, оборудованной фильтровой колонной "впотай" диаметром 273 мм с двумя рабочими участками на интервале 95-105 м и на 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).

Таблица 22 Тампонажные растворы и смеси. Тампонажные растворы и смеси. Назначение Растворы и смеси на основе минеральных вяжущих 1. Для пористых и мелкотрещиноватых пород с малой и средней интенсивностью поглощения; 2. В качестве базового для тампонажных смесей Для малых пластовых давлений и уменьшения поглощения раствора. Для высоких пластовых давлений Для соленосных отложений, агрессивных подземных вод
Основные свойства (характеристики) Хорошая текучесть и прокачиваемость Малая водоотдача, хорошие закупоривающие свойства Прочный камень, малая проницаемость, упругость Хорошая прокачиваемость, сцепляемость с породами и трубами, совместимость с другими реагентами
Плотность т/м 3 1,8-1,9 1,4-1,6 1,95-2,3 1,95-2,0
Сроки схватывания, ч-мин Окончание 10-00 18-00 12-00 3-50.. 1-50
Начало 2-00 2-00 2-00 0,50..1-50
В/Ц 0,5 0,95-1,2 0,33-0,35 0,5
Состав Тампонажный портландцемент ПЦТ (ГОСТ 1581-85) ПЦТ – до 40%; диатомит, трепел, опока – до 45%; доменный шлак – до 20% ПЦТ – до 20%; гематит, барит – до 75%; доменный шлак – до 20% ПЦТ, затворенный на насыщенном растворе солей; NaCl – 26,4%, MgCl-36,0%, CaCl2-42,3%, Na2SO4-14,4%
Тип растворов и смесей Базовый Облегченные Утяжеленные Соляные
Продолжение таблицы 22 Для соленосных отложений, агрессивных подземных вод Уменьшение поглощения в кавернозных породах с интенсивным поглощением Для зон интенсивных поглощений Для зон интенсивных поглощений
Прочный непроницаемый камень, корозионностойкий Повышенная вязкость Хорошие закупоривающие свойства Сокращение сроков схватывания
1-85 1,8 1,8-1,84 1,8-1,85 1,67-1,68
10-00 10-00 4-40… 5-05 1-00… 2-00 1-00… 1-68
9-00 2-00 3-15… 3-50 0-50… 1-50 0-40… 1-50
0,8 0,5 0,5 0,5 0,6
ПЦТ- до 50%; кварцевый песок – до 50% ПЦТ с наполнителями – до 3% (хлопковые отходы, волокна асбеста, отходы кордного волокна и др.) ПЦТ с добавлением бентонита – 4-10% и CaCl – 4% ПТЦ с добавлением ускорителей схватывания от 2 до 10%; СаCl2, Na2CO3, NaCl, NaOH, NaSiO3 Гипс строительный с добавлением 0,5-1,0% замедлителей схватывания (КМЦ, ССБ, гипан, ПАА и др.)
Песчанистые Волокнистые Глиноцементные Быстросхватывающиеся
Продолжение таблицы 22 Растворы и смеси на основе полимеров Для зон интенсивных поглощений Тампонажные пасты Для зон интенсивных поглощений, приуроченных к крупнотрещиноватым и кавернозным породам
Высокая седиментационная устойчивость, небольшая проницаемость камня Твердеющая, нерастекаемая, но прокачиваемая масса с высокой начальной пластической прочностью Нетвердеющая, нерастекаемая, но прокачиваемая масса с пластической прочностью 32 кПа через 1 ч перемешивания; скорость восстановления структуры через 1 сут. твердения – 0,26 кПа/мин
1,2 1,4 1,8-1,85 1,76-1,62
1-20… 3-30 3-00… 1-10 3-45… 4-45
1-00… 3-00 2-00… 0-50 2-35… 2-45
0,5-0,6
Глинистый раствор плотностью 1,1-1,4 т/м 3 – 58-65%; 30%-ный формалин – 10-16%, состав ТС-10 – 25-26% Карбамидная смола М19-62, отверждаемая 30%-ным водным раствором хлорного железа 0,5-1,0% Массовые части ПТЦ – 100; гипан – 1,0; CaCl2 – 3,0-5,0 ПЦТ – 100 кг; Бентонит – 200-500 кг; сульфат алюминия – 30 – 60 кг; вода – 0,75-1,25 м 3
Отверждаемый глинистый раствор Тампонажная смесь СКМ-9 Гипаноцементная паста Глиноцементная паста

В таблице 23 приведены ускорители схватывания и твердения, обеспечивающие быстроту загустевания и твердения тампонажных материалов.

Ускорители схватывания и твердения

Реагент Условия применения Количество реагента, % от массы цемента Примечание
Хлорид кальция CaCl2 (ГОСТ 450-77) Положительные температуры ≤2 Разжижает цементные растворы, сильный ускоритель схватывания
Отрицательные температуры до — 10 ˚С 2-8
Наружные отрицательные температуры до -25˚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 -25˚С ≤15
Тампонирование в солевых (NaCl, KCl) пластах ≤15
Углекислый натрий Na2CO3 (кальцинированная сода) Положительные температуры до 130˚С 1-5 Пластифицирует смеси с гипаном и ПАА
Сульфат натрия Na2SO4, сульфат калия K2SO4 (ГОСТ 6318-77, ГОСТ 4145-74) Положительные температуры 1-6

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 ˚С

В таблице 24 даны регуляторы реологии, определяющие степень текучести растворов. Приведены условия применения, количество реагента в % от массы цемента, характерные свойства.

Регуляторы реологических свойств

Реагент Условия применения Количество реагента, % от массы цемента Примечание
КССБ Необходимость снижения В/Ц для повышения прочности камня 0,1-7,0 Уменьшает вязкость в 1,5 раза, снижает водоотдачу
СДБ То же 0,1-7,0 Уменьшает вязкость и водоотдачу
Гипан Температура до 150˚С 0,5-1,0 Уменьшает водоотдачу, увеличивает вязкость в 1,5-3,5 раза
Винная кислота Температура до 200˚С 0,5-1,0 Сильный замедлитель схватывания и твердения
Бура Температура до 150˚С 0,3-1,0 Замедлитель схватывания
ПФЛХ Температура до 100˚С 0,1-0,3 Снижает пенообразование
Хромпик Температура до 200˚С 0,15-0,5 Применяется с СДБ, КССБ, КМЦ, гипаном
ГИФ-1 Необходимость снижения В/Ц для повышения плотности камня 0,1 Вызывает пенообразование
Полимерный реагент ВРП-1 Температура до 75˚С 0,002-0,008 То же

После проведения каждого отдельного тампонирования через 24 ч проверяется его качество путем испытания на герметичность следующими методами:

— гидравлической опрессовкой на давление, превышающим пластовое, но не более 5,0 МПа; тампонирование считается качественным, если за 30мин давление в обсадной колонне снизится не более 0,5 МПа;

— желонированием жидкости из скважины с понижением уровня; тампонирование считается качественным, если за 24ч уровень восстановился не более, чем на 1 м.

По окончании ликвидационного тампонирования ствола скважины производится ликвидация устья в следующем порядке:

— при отсутствии обсадных труб на устье скважины проходится шурф глубиной 1,0м и сечением 1,0 1,0м;

-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.

Как необходимо произвести установку цементного моста при ликвидации скважины с аварийным оборудованием в стволе скважины?

ФНП № 101 п. 1309. При ликвидации скважины с аварийным оборудованием в стволе скважины необходимо произвести установку цементного моста под давлением в интервалах перфорации и с перекрытием головы оставшегося инструмента на 20 м. После ожидания затвердения цемента следует определить разгрузкой бурильного инструмента или насосно-компрессорных труб верхний уровень цементного моста.

Технологии работ по ликвидации скважин.

Ликвидация скважины – это комплекс мероприятий, обеспечивающих сохранность месторождения, безопасность жизни и здоровья населения, охрану окружающей природной среды, зданий и сооружений в зоне влияния скважины и направленных на вывод скважины из эксплуатации путем её физического уничтожения.
Все ликвидируемые скважины в зависимости от причин ликвидации подразделяются на 4 категории:
Ø скважины, выполнившие свое назначение (1 категория);
Ø скважины, ликвидируемые по геологическим причинам (2 категория); Ø скважины, ликвидируемые по техническим причинам (3 категория);
Ø скважины, ликвидируемые по технологическим, экологическим и другим причинам (4 категория).

Ø скважины, оказавшиеся в зонах строительства или стихийных бедствий (пятая категория).

Ликвидация скважин осуществляется согласно «Инструкции о порядке ликвидации, консервации скважин и оборудования их устьев и стволов» РД 08-492-02. Работы по ликвидации скважины проводятся специализированной бригадой капитального ремонта скважин. Ликвидация скважины согласуется с территориальными органами Госгортехнадзора России.

Ликвидация скважины согласуется с органами надзора и предполагает проведение на скважине следующих работ. Интервал пластов со слабыми нефтяными проявлениями цементируется на глубину толщины пласта, плюс 50 м ниже подошвы и выше кровли. Над продуктивным пластом устанавливается цементный мост высотой не менее 50 м. Ствол скважины заполняется буровым раствором, позволяющим создать давление на забой выше пластового.

Если в разрезе скважины не встречаются напорные минерализованные или сероводородные воды, допускается извлечение технических колонн, при этом в башмаке последней колонны устанавливают цементный мост высотой не менее 50 м.

Э.К. извлекают при одновременном выполнении условий:

1. За Э.К. нет сильно отдающих или сильно поглощающих пластов;

2. за Э.К. нет рыхлых или текущих пластов;

3. за Э.К. нет цементных сальников

4. качество поднимаемой Э.К. достаточно для дальнейшего использования.

На башмаке последней колонны устанавливают цементный мост высотой не менее 50м.

Устье ликвидированной скважины оборудуют репером, представляющим собой сплюснутую сверху 73 мм трубу, на нижний конец которой насаживается деревянная пробка. Труба опускается в скважину на глубину не менее 2 м и заливается цементом. Над устьем устанавливают бетонную тумбу размером 1х1х1 м, из которой должен выходить репер высотой не менее 0.5 м. При извлеченной колонне репер над шахтной тумбой не устанавливают.

Ликвидация скважины без эксплуатационной колонны

В скважине напротив продуктивных горизонтов 1 и 4 устанавливаются цементные мосты 2 и 3. Высота цементных мостов зависит от мощности пласта. Мост должен располагаться на 20м выше кровли пласта и на 20м ниже подошвы пласта. Над кровлей верхнего пласта 6 с минерализованной водой, а также на границе залегания пластов с пресными и минерализованными водами (если они не перекрыты технической колонной 9) устанавливается цементный мост 7 высотой 50м

В башмаке технической колонны 9 устанавливается цементный мост 8 с перекрытием башмака колонны не менее чем на 50м. Наличие мостов проверяется разгрузкой бурильного инструмента или насосно-компрессорных труб с усилием, не превышающим предельно допустимую удельную нагрузку на цементный камень. Установленный в башмаке последней технической колонны цементный мост, кроме того, испытывается методом гидравлической опрессовки. Результаты работ оформляются соответствующими актами. До устья техническая колонна 9, скважины, заполняется нейтральной жидкостью 10, межтрубное пространство, между кондуктором 20 и технической колонной 9, заполняется нейтральной незамерзающей жидкостью 12. В скважину спускается репер 15, представляющий собой сплюснутую сверху 73мм трубу, на нижний конец которой насаживается деревянная пробка 11. Труба опускается в скважину на глубину не менее 2м и заливается цементом 14. Устье скважины оборудуется металлической заглушкой (или глухим фланцем с вваренным патрубком и вентилем 19), установленной на кондукторе 20 и обваривается сваркой. На устье скважины устанавливается бетонная тумба 16 размером 1´1´1м с репером 15 высотой не менее 0,5м и металлической таблицей 17 (именуемой далее по тексту «таблицей»), на которой электросваркой указывается номер скважины, месторождение (площадь), предприятие — пользователь недр, дата ее ликвидации. Извлечение верхней части технической колонны 9 (рисунок 6.85 б) с незацементированным затрубным пространством допускается при отсутствии в разрезе напорных и углеводородсодержащих горизонтов. В этом случае в оставшейся части технической колонны 9 устанавливается цементный мост 18 высотой на 50м выше и 20м ниже места извлечения колонны. Оставшаяся часть технической колонны 9 заполняется нейтральной жидкостью 10.

Типовая схема установки цементных мостов и оборудование устья скважины. а) без извлечения технической колонны; б) с извлечением технической колонны. 1, 4 – углеводородные горизонты; 2, 3, 7, 8, 18 – цементные мосты; 5 – открытый ствол скважины; 6 – пласт с минерализованной водой; 9 – техническая колонна; 10 – нейтральная жидкость; 11 – деревянная пробка; 12 – нейтральная незамерзающая жидкость; 13 – направление; 14 – цементная заглушка; 15 – репер; 16 – тумба; 17 – табличка; 19 – металлическая заглушка с патрубком и вентилем; 20 – кондуктор

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *