Почему необходимо цементирование нефтяных скважин?

Проверка качества проведенной цементации

Проверить качество выполненных работ по тампонированию возможно только с привлечением сторонних специалистов. Самому это сделать не представляется возможным, так как для проверки требуется особые приборы, так называемые дефектоскопы, которые зачастую имеются только в специализированных лабораториях. В этих лабораториях необходимо заказывать услугу по оценке качества цементирования при помощи следующих методов:

1. Акустического, в ходе которого при помощи ультразвука проверяется отсутствие полостей в затрубном пространстве. Метод использует свойства звуковой волны менять свои характеристики при прохождении сред с разной плотностью.
2. Радиологического, основанного на измерении степени рассеивания ионизирующего излучения, издаваемого радиоизотопным источником.
3. Термального, основанного на изменении температуры застывающего раствора.

Результатом проверки является презентация, которую вам предоставляют сотрудники лаборатории.

Термальным методом проверить качество работ можно и самостоятельно, для чего достаточно замерить температуру стен скважины. Если температура стен равна температуре воздуха, то это свидетельствует о том, что тампонажная смесь застыла полностью. Но и после этого требуется, чтобы скважина отстоялась в течение 2 дней.

По истечении этого времени выполняется очистка устья скважины от остатков тампонажной смеси. После этого скважина проверяется на герметичность в течение 30-40 минут высоким избыточным давлением воды. Величина падения давления в течение указанного времени не должна превышать установленного значения.

После выполнения этих процедур считается, что скважина готова к эксплуатации.

Этапы цементирования источника воды

Весь процесс цементирования складывается из нескольких этапов, каждый из которых имеет свои нюансы:

Приготовление тампонажного раствора для заполнения затрубного пространства.
Подача приготовленного цемента к скважине.
Закачка тампонажного раствора в затрубное пространство.
Период затвердевания цементного раствора.
Проверка качества цементирования.

Каждый этап требует использования определённых инструментов и спецоборудования. Расчёты необходимых материалов лучше произвести до начала тампонажных работ, т.к. процесс тампонирования должен длиться непрерывно и если вам, например, не хватает цементного раствора, то это самым негативным образом скажется на качестве цементирования. Важнейшие этапы рассмотрим более подробно.

РЕКОМЕНДАЦИИ СПЕЦИАЛИСТОВ

Цементируется скважина только раствором с тщательно подобранным составом, который будет зависеть от структуры грунтовых слоев. Для того чтобы более плотно была произведена цементация затрубного пространства, необходимо применять увеличивающийся в объеме раствор. Если скважина обустроена в толще пористой горной структуры, то при ее цементировании нельзя использовать обычный цементный раствор, так как он станет поступать в толщу геологической структуры, и это станет причиной большого перерасхода материала. По этой причине, если при предварительном геологическом обследовании были обнаружены пористые слои грунта, следует использовать смесь, которая имеет в составе волокнистый наполнитель на базе тростника, асбеста, бумаги и иных материалов волокнистого типа.

Обычную цементно-песчаную смесь необходимо применять в случае обнаружения глинистой почвы, которая способна гарантировать надежное сцепление. Кроме того, жидкая смесь позволяет выполнить разобщение слоев грунта, то есть организуется хорошая межпочвенная герметизация.

Подготовительный этап цементирования должен предполагать не только выбор метода заполнения затрубного пространства и состава смеси, но и подготовку оборудования, что предусматривает проверку наибольшего рабочего давления и производительности подачи смеси.

Необходимо произвести качественную промывку скважины и самого затрубного пространства обычной водой, что позволит очистить пространство от буровых остатков почвы. Если пренебречь этим этапом, то это может стать причиной недостаточного заполнения смесью нужного пространства. В дальнейшем это приведет к перемещению почвы и повреждению обсадной трубы.

При подготовке тампонажной смеси следует обязательно добавить в нее коррекционные составляющие, которые станут регулировать пластичные характеристики смеси и сроки ее схватывания, так как процесс заполнения затрубного пространства предполагает трату значительного времени.

Одноступенчатая (сплошная) система цементирования

Для быстрого и надежного укрепления обсадных стволов частных гидросооружений применяется сплошная система подачи смеси. Одноступенчатое цементирование скважин предусматривает закачку цементного состава в пространство вокруг трубы под высоким давлением при помощи спецоборудования, установленного на основу автосредства или вблизи сооружения.

Раствор для тампонажа под собственным весом направляется к башмачному основанию колонны, тем самым заполняя все имеющиеся полости.

Перед началом работ осуществляется тщательная промывка водозаборного ствола, далее устанавливается специальная пробка – ограничитель. Бетононасос осуществляет подачу смеси, под тяжестью которой пробка опускается на башмачное основание.

После завершения закачки цемента закладывается еще одна пробка и выполняется трамбовка смеси до тех пор, пока обе пробки не упрутся друг в друга. Это гарантирует полное заполнение раствором пространства вокруг трубы.

Для трамбовки смеси используется бетононасос, оснащенный вибропрессом. Полное затвердение цемента наступает через 48 часов.

Сплошное цементирование используется для мелких скважин правильной конфигурации. Недостатком можно считать сложность проведения контроля над качеством трамбовки залитой цементной смеси.

Расчеты, необходимые при цементировании скважин

После того, как проведена полная идентификация пробуренной скважины, приступают к  соответствующим расчетам, в ходе которых получают следующие необходимые для цементирования данные:

№	Полезная информация
1	определяется оптимальный состав тампонажной смеси
2	вычисляется необходимое количество расходных материалов для приготовления раствора
3	проводится проверочный расчет, дающий необходимое количество буферной жидкости

Вычисления можно проводить как в ручном режиме, так и с помощью автоматических средств, с применением необходимого программного обеспечения.

Для успешного расчета нужны перечисленные ниже входящие данные:

• диаметр цементируемой скважины;
• необходимое значение  плотности  цементного раствора;
• высоту кольца уплотнения;
• объем стакана и так далее.

После проведения автоматизированного расчета программа выдает результат в виде  таблицы, в которую включены все необходимые данные. Если в такой таблице заменить некоторые исходные  значения, то перерасчет проводится автоматически и результат будет иным.

В настоящее время расчет ручным способом применяется редко, однако эта методика до сих пор имеет право на свое существование. Входящие данные при ручном расчете ничем не отличаются от автоматизированного.

На примере одноступенчатой тампонажной технологии рассмотрим последовательность вычислений. Она выглядит таким образом:

• начинают расчет с вычисления высоты столба буферной жидкости с учетом предварительно определенного коэффициента аномальности;
• затем проводят расчет высоты столба цементирующего раствора, находящегося за пределами  эксплуатационной колонны;
• определяется необходимый объема такого раствора;
• рассчитывается вес сухой цементной части;
• вычисляется необходимое количества воды или иной разбавляющей жидкости;
• вычисляется максимальное значение давления, которое будет на упорном  кольце.

На заключительном этапе  расчета определяется требуемая подача цемента соответствующими агрегатами, а также количество цементирующих приборов. Также в процессе расчета определяется количество цементосмесителей,  необходимых для обеспечения  требуемого объема цементирующего раствора.

В заключении подведем итоги.

Разумеется, качество решения это непростой инженерной задачи находится в прямой зависимости  от соблюдения правильной последовательности и всех правил проведения необходимых технологических операций, а также от  корректности проведенных  расчетов и квалификации персонала. Рабочие и инженеры, непосредственно проводящие цементирование, должны целиком и полностью соблюсти все требования, предъявляемые к проведению этих работ.

Кроме того, важную роль в этом процессе играет качество применяемых для приготовления цементной смеси  материалов, а также исправность и эффективность применяемого оборудования. Соблюдение всех перечисленных требований позволяет провести эти работы качественно, что дает возможность существенно продлить срок эксплуатации  глубинных конструкций скважины.

Список используемой литературы:

• Нефть и Нефтепродукты — Википедия
• Хаустов, А. П. Охрана окружающей среды при добыче нефти/ Хаустов, А. П., Редина, М. М. Издательство: «Дело», 2006. 552 с.
• Алекперов, В.Ю. Нефть России: прошлое, настоящее и будущее /Алекперов В.Ю. М.: Креативная экономика, 2011. – 432 с.
• Издательство: «Нефть и газ», 2006. 352 с. Сургутнефтегаз.
• Экономидес, М. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика/ Экономидес М., Олини Р. Издательство: «Олимп-Бизнес», 2004. 256 с.

Комбинированные полимерно-цементные растворы

Комбинированные растворы получаются путем сочетания в тампонажном растворе цементной суспензии и раствора полиакриламида или гипана. Для приготовления комбинированной смеси используются следующая пропорция компонентов:

• ¾ тампонажный цемент;
• ¾ вода в соотношении 60% от массы сухого цемента;
• ¾ хлористый кальций (2,5-5%);
• ¾ полиакриламид (0,15-0,20%).

Из-за высокой вязкости полиакриламид предварительно разводят до концентрации трехпроцентного раствора и вводят в цементную массу непосредственно в буровых трубах, чтобы избежать преждевременного схватывания.

Наша продукция

Расскажите о нас своим друзьям:

Виды и технология проведения

На практике используется два вида тампонажа:

• Постоянный. Характеризуется наполнение щели цементным раствором.
• Временный. Сопровождается процедура тем, что щель наполняется глиняными смесями.

Первый способ предназначен для эксплуатации шахты колодца продолжительное время. Например, средний срок службы артезианской скважины достигает 50 лет и более. Второй используют, когда новую скважину требуется испытать и удалить конкретные промежутки между водоносными пластами или сами пласты.

Временный тип тампонирования является и ликвидационным для источников небольшой глубины с отсутствием напора.

Технология проведения тампонажа и ликвидации

При ликвидации скважины весь ствол заполняют цементной смесью

При полной ликвидации источника в шахту заливается цементный раствор – это сокращает вероятность смешивания соседних водоносных слоев, а также укрепляет ствол.

Существуют разные вариации цементирования, используемые составы имеют значительные отличия. Какому раствору отдавать предпочтение, зависит от гидрогеологических характеристик источника.

Основная строительная смесь – портландцемент. При смешивании с водой образуется жидкий раствор, который можно с легкостью транспортировать при помощи водяного насоса. В течение короткого времени он становится непроницаемым и твердым. Подготовленной смесью заливают горную выработку приблизительно на высоту трех метров. В раствор для тампонажа также добавляют песок и гравий до получения жидкого состояния. Если наблюдается скольжение водоносных горизонтов, раствором заполняют просветы, заливая между трубами.

Качественно проводят тампонаж, применяя глиняный пресс. Столб из глины помещают в забой со снарядом для колонны. Этот столб выдавливают при помощи водяного насоса. Снаряд оснащен рядом отверстий для слива избытков раствора, также они изготовлены для уменьшения давления.

15.2. Основы проектирования тампонажных работ при проходке стволов

Проектирование предварительной цементации с поверхности
33_н33_тск3_{трвстпк2}Проектирование предварительной цементации из забоя_пр1тПроектирование последующей цементации_о12Проектирование изоляционных завес с поверхности по комплексному методу ПО «Спецтампонажгеология»_21трПроектирование изоляционных завес из забоя ствола
_2рвПроектирование последующего тампонажа по комплексному методу_српсвПроектирование работ по глинизации и битумизации горных пород3_1гсви3

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.

Грамотное приготовление раствора

Тампонажный раствор для цементирования скважины должен отвечать целому ряду требований и обладать:

• высокими адгезивными свойствами с поверхностями любого типа;
• высокой прочностью после застывания, устойчивостью к механическим воздействиям;
• пластичностью и хорошей текучестью, чтобы заполнить все трещины и пустоты;
• химической нейтральностью в отношении тампонируемых слоёв грунта;
• устойчивостью к размыванию грунтовыми водами;
• отсутствием усадки при затвердевании.

Также раствор должен обладать такой консистенцией, чтобы его можно было без проблем доставлять к скважине и производить закачку. Раствор должен хорошо смываться с оборудования, не быть в отношении него химически агрессивным и иметь минимальный коэффициент потери при транспортировке к скважине.

Процесс приготовления цементного раствора для тампонирования заключается в равномерном перемешивании компонентов, входящих в его состав с последующей заливкой в него воды, с предварительно растворёнными в ней специальными добавками. Самыми простыми растворами, которые можно приготовить самостоятельно, являются:

Портландцемент + кварцевый песок (1:1) + специальные добавки и вода до получения требуемой консистенции. Такой раствор имеет невысокую плотность, а его приготовление является сложным, т.к. песок, входящий в состав часто выпадает в осадок и применение раствора становится невозможным.
Портландцемент + барит (1,1:1) + специальные добавки и вода. Недостаток такого раствора — невысокая прочность.
Портландцемент + наполнитель. В качестве наполнителя применяется асбест (на песчаных грунтах), волокнистые материалы.

Для приготовления цементирующей смеси лучше всего использовать тампонажный портландцемент, представляющий собой разновидность цемента на основе силикатов. Такой цемент, конечно, стоит дороже, чем обычный портландцемент, однако его прочностные характеристики намного выше, чем у обычного. Барит — тяжёлый минерал, повышающий плотность раствора. Приобрести барит можно в строительном магазине, торгующем сыпучими строительными материалами.

Под специальными добавками, входящими в состав цементирующих растворов, понимают различные вещества, придающие раствору особые свойства. К ним относят:

• ускорители схватывания цемента (хлористый кальций, кальцинированная сода, поташ), применяемые, если цементирование происходит при температуре ниже +5 градусов;
• замедлители схватывания, используемые для предотвращения быстрого затвердения (это хлориды кальция или натрия, нитрит натрия и др.);
• пластификаторы для получения оптимальной вязкости (полимерные модификаторы);
• морозостойкие добавки (кремнийорганические соединения вкупе с пластификаторами);
• влагопоглощающие добавки (вещества, полученные из соединений, относящихся к группам сахарной, лимонной, винной и тетраоксиадипиновой кислот) и др.

Специальные добавки размешиваются в воде, которую в дальнейшем применяют для приготовления тампонажного раствора. Перемешивают раствор при помощи специальных машин — миксеров. Иногда допускается ручное замешивание, но оно требует определённой сноровки и больших трудозатрат.

Приготовление раствора

Тампонажный раствор для цементирования скважины должен отвечать целому ряду требований и обладать:

• высокими адгезивными свойствами с поверхностями любого типа;
• высокой прочностью после застывания, устойчивостью к механическим воздействиям;
• пластичностью и хорошей текучестью, чтобы заполнить все трещины и пустоты;
• химической нейтральностью в отношении тампонируемых слоёв грунта;
• устойчивостью к размыванию грунтовыми водами;
• отсутствием усадки при затвердевании.

Также раствор должен обладать такой консистенцией, чтобы его можно было без проблем доставлять к скважине и производить закачку. Раствор должен хорошо смываться с оборудования, не быть в отношении него химически агрессивным и иметь минимальный коэффициент потери при транспортировке к скважине.

Используемый тампонажный раствор должен обладать достаточно жидкой структурой для осуществления перекачивания нагнетательным оборудованием и при этом иметь высокие прочностные характеристики.

Процесс приготовления цементного раствора для тампонирования заключается в равномерном перемешивании компонентов, входящих в его состав с последующей заливкой в него воды, с предварительно растворёнными в ней специальными добавками.

Самыми простыми растворами, которые можно приготовить самостоятельно, являются:

1. Портландцемент + кварцевый песок (1:1) + специальные добавки и вода до получения требуемой консистенции. Такой раствор имеет невысокую плотность, а его приготовление является сложным, т.к. песок, входящий в состав часто выпадает в осадок и применение раствора становится невозможным.
2. Портландцемент + барит (1,1:1) + специальные добавки и вода. Недостаток такого раствора – невысокая прочность.
3. Портландцемент + наполнитель. В качестве наполнителя применяется асбест (на песчаных грунтах), волокнистые материалы.

Для приготовления цементирующей смеси лучше всего использовать тампонажный портландцемент, представляющий собой разновидность цемента на основе силикатов.

Такой цемент, конечно, стоит дороже, чем обычный портландцемент, однако его прочностные характеристики намного выше, чем у обычного. Барит – тяжёлый минерал, повышающий плотность раствора. Приобрести барит можно в строительном магазине, торгующем сыпучими строительными материалами.

К ним относят:

• ускорители схватывания цемента (хлористый кальций, кальцинированная сода, поташ), применяемые, если цементирование происходит при температуре ниже +5 градусов;
• замедлители схватывания, используемые для предотвращения быстрого затвердения (это хлориды кальция или натрия, нитрит натрия и др.);
• пластификаторы для получения оптимальной вязкости (полимерные модификаторы);
• морозостойкие добавки (кремнийорганические соединения вкупе с пластификаторами);
• влагопоглощающие добавки (вещества, полученные из соединений, относящихся к группам сахарной, лимонной, винной и тетраоксиадипиновой кислот) и др.

Специальные добавки размешиваются в воде, которую в дальнейшем применяют для приготовления тампонажного раствора. Перемешивают раствор при помощи специальных машин – миксеров. Иногда допускается ручное замешивание, но оно требует определённой сноровки и больших трудозатрат.

Цементный камень, образующийся при затвердевании портландцемента, обладает высокими прочностные свойствами, выдерживает нагрузки, механическое и физическое воздействие.

Что следует понять про технологию цементирования?

Цементирование нефтяных и газовых скважин, независимо от методики, сводится к преследованию одной цели – вытеснение бурового раствора из скважины. Делается это путем заливки тампонажной смеси, которая поднимается на определенную высоту.

Стоит понимать, что качество данной инженерной задачи напрямую зависит от соблюдения технологических процессов, корректности расчета и ответственности персонала. Тампонажнники должны полностью соблюдать требования к цементированию нефтяных и газовых скважин

Необходимо уделить внимание и материалам, которые будут использованы в рабочем процессе. Это позволит заметно увеличить продолжительность службы глубинных конструкций в процессе эксплуатации

« Свабирование нефтяных скважин

Способы промывки нефтяной скважины »

Когда необходимо делать тампонирование

Тампонаж представляет собой цементирование водоносного разобщенного пласта. Работа будет зависеть от геологического разреза пород, когда между обсадной колонной и стволом цементируется вся затрубная полость.

В качестве смеси можно использовать:

• Цементный раствор;
• Густые глинистые растворы;
• Жидкие пластмассы.

Тампонирование необходимо в двух случаях – либо ликвидации скважин, либо их реабилитации. Связано это с тем, что обсадные трубы имеют свой эксплуатационный срок. По истечении времени появляется коррозия, которая становится причиной ухудшения качеств воды.

Тампонажу, как правило, подлежат бездействующие артезианские скважины

К скважинам, подлежащим тампонажу, относят:

• Вышедшие из строя водозаборные колодцы, реанимация которых считается нецелесообразной с технической или санитарной точки зрения;
• Бездействующие артезианские;
• Колодцы, которые имеют малую глубину и необходимости в которых больше нет;
• Поглощающие и, как следствие, загрязненные некачественной водой;
• Геологоразведочные и поисковые, срок эксплуатации которых истек.

Важно понимать, что скважины и линзы в них имеют межпластовую связь, что является нежелательным с точки зрения экологии. При проведении работ тампонажу обязательно подвергают затрубные зазоры

При проведении работ тампонажу обязательно подвергают затрубные зазоры.

Технические характеристики

Тампонажный цемент характеризуется следующими техническими параметрами:

• Быстрым периодом загустения цементного раствора – не более 90 ед. консистенции;
• Расслоением затвердевшей массы либо водоотделением: для холодной — в пределах 3,5%, для горячей — около 4%;
• Малым объемом растекаемости раствора – максимум 0,4 см;
• Началом затвердевания – не более 120 минут (после затворения);
• Окончанием затвердевания – для холодного материала – не более 18 часов и для горячего — не более 8 часов (после затворения).

Помимо этого, нормируется также тонкость измельчения клинкера и лимит прочности на изломе макета из затвердевшей смеси.

2 Замена люка канализационного колодца

Ремонт канализационных колодцев из бетонных колец практически не отличается от рассмотренной нами технологии по устранению дефектов источников на воду, так как конструктивное устройство их шахт во многом идентично. Отдельно стоит рассмотреть лишь монтаж канализационного люка, который устанавливается на смотровые и ревизионные колодцы.

Верхняя часть смотрового канализационного колодца состоит из плиты перекрытия, бетонной горловины и люка, который может быть съемным (фиксируется винтами) либо откидным (монтируется на петли).

Пластиковые канализационные люки

В последнее время распространяется использование пластиковых люков, которые отличаются устойчивостью к коррозии и меньшей привлекательностью для сборщиков металлолома, в сравнении с металлическими люками. Именно технологию установки люка из пластика мы и рассмотрим:

1. На верхнее кольцо шахты с применением крановой техники монтируется плита перекрытия.
2. На отверстии перекрытия с помощью песчано-цементного раствора фиксируется горловина колодца, которая поставляется в комплекте с люком. Горловину по окружности нужно равномерно покрыть раствором на всю высоту, выравнивая его мастерком.
3. В посадочные пазы на горловине монтируется пластиковый люк и затягивается с помощью винтов.

Если перекрытие шахты уже смонтировано, а вы лишь меняете старый металлический люк, привлечение крановой техники не потребуется, так как пластиковые люки имеют небольшой вес и их без проблем можно установить своими руками.

2.1 Какие особенности чистки абиссинского колодца?

Абиссинский колодец, он же скважина-игла, представляет собой перфорированную пластиковую трубу (диаметр до 70 мм) с конусообразным наконечником, заглубленную в грунт на 10-15 метров. Забор воды из такого источника выполняется с помощью насосов поверхностно типа, так как недостаточный диаметр трубы не позволяет использовать погружные агрегаты.

В процессе эксплуатации абиссинского колодца источник, расположенный в песчаном водоносном слое, засоряется илом, что приводит к уменьшению его дебита и ухудшению качества воды. Наиболее эффективным способом очистки абиссинского источника является его прокачка с помощью дренажного насоса.

Промывка абиссинского колодца

Необходимость использования именно дренажного насоса обуславливается возможностью такой техники работать с сильно загрязненной водой. Технология очистки достаточно простая — в обсадную трубу опускается заборный шланг и производится выкачка скопившегося в ней ила. Не забудьте подготовить резервуар для грязи которую вытянет насос, так как ее будет очень много.

Правила тампонирования и ликвидации

При полной ликвидации скважины в ее середину помещается раствор цемента — это способствует стойкости ствола, и уменьшает вероятность перемешивания соседних слоев жидкости. Поэтому тампонирование скважины проводится с целью предотвращения засорения вод с поверхности.

Используются различные варианты цементирования с разнообразными по составу растворами. Какой именно будет раствор, полностью зависит от гидрогеологических особенностей скважины.

Портландцемент является основной смесью

Основная смесь — это портландцемент. При совмещении с водой образуется жидкий раствор, который можно легко перекачать насосом. Он быстро становится твердым и непроницаемым. Полученный состав заливают в горную выработку примерно на высоту трех метров. В тампонажный раствор добавляют гравий, песок до того уровня пока не получиться жидкая смесь. Смесь закачивают на всю глубину выработки. При скольжении горизонтов, раствор засыпают в область между трубами, заполняя просветы.

Качественно тампонируют скважину, используя пресс из глины. Глиняный столб размещают в забой со снарядом для колонны. Этот столб выдавливают насосом. В снаряде есть ряд отверстий для слива, оставшегося ненужным раствора, а также они сделаны для уменьшения давления.

Принцип тампонирования заключается в том, что промежутки между стенкой и колонной труб заполняются цементной или глиняной смесью. Сам тампонаж делают на глубине, где лежит нижний водоносный горизонт. В раствор также добавляют хлорку для дезинфекции.

После этого восстанавливается в нормальном режиме работа пласта и сохраняется нормальный поток воды.

Классификация и маркировка

Строительный материал можно классифицировать в зависимости от следующих критериев:

1. Состав цементного вещества:

• I — без добавок;
• I-G — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,44;
• I-H — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,38;
• II — с минеральными добавками;
• III — с добавлением специальных веществ, которые регулируют плотность цемента.

1. В свою очередь, портландцемент тампонажный III-го типа делится по плотности:

• Ут — утяжеленного типа;
• Об — облегченного типа.

1. Температура использования цементного теста:

• в пределах 15°С — 50°С — низкие и нормальные температуры;
• от 51°С до 100°С — умеренные;
• от 101°С до 150°С — повышенные.

1. Степень противостояния разрушающим действиям сульфат-ионов:

• типы I, II, III — СС — сульфатоустойчивые и обычные (так как нормы по поводу сульфатоустойчивости не фиксируются);
• типы I-G и I-H — СС-1 — с высокой степенью противостояния сульфатам и СС-2 — с умеренной степенью сульфатопротивостояния.

Маркировка материала включает:

• Буквенное обозначение: ПЦТ — портландцемент тампонажный;
• Тип — I (I-G, I-H), II, III;
• Сульфатостойкость — СС, СС-1, СС-2;
• Среднюю плотность для III-го — Об, Ут;
• Максимальную температуру использования вещества — 50, 100, 150 °С;
• Пластификацию, либо гидрофобизацию цемента — ПЛ либо ГФ;
• Обозначение госстандарта.

Пример маркировки и ее расшифровка

Марка ПЦТ II-СС-50 ГОСТ 1581-96 означает, что эта смесь называется тампонажным портландцементом, в состав которого входят минеральные добавки. Это вещество с сульфатоустойчивыми параметрами, используется при температурах в диапазоне от низкой до нормальной.

Характеристика различных пород ↑

При выборе дерева необходимо опираться на максимальный срок эксплуатации материала в условиях постоянного контакта с влагой. При этом следует учитывать, чтопериод «жизни» надводной части обычно в 1,5-2 раза меньше, чем подводной.

Рассмотрим время службы пород, наиболее часто применяемых для монтажасрубов деревянных колодцев:

• Дуб – 35 лет (подводная часть) и 25 лет (надводная часть);Мореный дуб – 50 лет и 35 лет;Ольха – 20 лет и 10 лет;Сосна – 20 лет и 5 лет;Береза – 10 лет и 5 лет;Верба – 10 лет и 5 лет;Вяз – 8 лет и 5 лет.

Дуб считается наиболее прочной породой для колодезного сооружения

Технология

Процесс тампонирования водозаборных сооружений может выполняться несколькими способами:

1. Обычная закачка цементно-песчаного раствора в просвет между обсадной трубой и стенками сооружения. При этом продвижение смеси происходит под собственным весом в направлении от устья конструкции вниз. Главное преимущество способа – его простота, однако качество тампонирования получится не очень высоким.
2. Технология обратного цементирования считается более эффективной. Данный метод выполняется так: в нижней части сооружения устанавливается пробка, отгораживающая рабочую зону. Затем раствор поставляется прямо в обсадную трубу, откуда под давлением он попадает за колонну и поднимается вверх в просвете между ней и стенками сооружения. Для получения нужного давления в скважину подаётся специальная жидкость под высоким давлением.
3. Для тампонирования глубоких скважин используется многоэтапная технология. Процесс выполняется на отдельных участках поочерёдно.
4. Не менее эффективным способом тампонирования скважины является глиняный столбик. Он помещается в проходку при помощи колонкового снаряда. Затем этот столбик выдавливается из колонны под давлением, создаваемым насосом. Чтобы избыточное давление могло сбрасываться, в снаряде есть небольшие дырочки. Они позволяют лишней жидкости изливаться наружу.

При выборе метода стоит помнить, что целью мероприятий является следующее:

• При качественном тампонировании всё пространство за обсадной колонной должно быть плотно заполнено раствором. Никаких пустот быть не должно. Кроме этого раствор должен давать хорошую адгезию со всеми поверхностями.
• Затвердевший раствор должен не поддаваться разрушающему воздействию грунтовых вод, которые порой могут иметь довольно агрессивный состав.
• Помимо этого смесь для тампонирования должна обладать хорошей механической прочностью, чтобы выдерживать давление окружающей породы на неё.
• Если используется технология обратного цементирования, то промывочная жидкость должна быть полностью удалена из зоны тампонирования. В противном случае качество цементирования будет очень низким.

При тампонировании скважин используются приспособления для смешивания цементно-песчаного раствора, а также цементировочные машины.

Особенности и состав

К специфическим особенностям тампонажного цемента можно отнести такие его свойства, как:

• Быстрый период затвердевания, при том, что достаточно долгое время перемешанная с водой смесь сохраняет свои подвижные и вязкие свойства;
• Устойчивость к воздействию влаги — затвердевает даже в воде;
• Совмещение с различными добавочными веществами.

Тампонажный цемент прочен и целостен длительное время, независимо от влияния вредных окружающих сред.

Основной состав строительного материала представлен измельченным клинкером и гипсом. Также для воздействия на те или иные свойства применяют минеральные добавочные вещества. Для цементирования буровых скважин при нефте- и газодобыче производятся разные виды растворов, а именно:

1. Гигроскопический. К основной смеси добавляют триэтаноламин.
2. Утяжеленный. В клинкеро-гипсовую основу вводят утяжеляющие добавки, одной из которых могут быть железорудные минералы (тяжелые шпальт, гематит, магнетит).
3. Песчанистый. Основной состав смешивают с гипсом и кварцевым песком, при этом соотношение компонентов должно быть для использования в горячих скважинах не больше 50% и менее 20% в холодных.
4. Солестойкий. В раствор добавляют кварцевый тонкоизмельченный песок, противостоящий коррозии, которая образуется в результате воздействия на трубы грунтовых вод с высокой концентрацией соли.

Кроме обычного тампонажного портландцемента производят сульфатостойкую смесь, которая не поддается воздействию агрессивной среды, долговечный низкогигроскопичный цемент, а также волокнистую смесь для прочного цементирования путей утечки раствора.

Выводы и полезное видео по теме

В ниже представленных видеороликах речь идёт о скважинах в нефтегазовой отрасли, но принцип технологии производства работ такой же, как для водоносных скважин.

Процедура одноступенчатого цементирования скважины:

Специфика производства манжетного цементирования:

Технологические особенности двухступенчатого цементирования:

Цементирование – сложный процесс, требующий применения специализированной техники. Однако это не говорит о том, что провести его самостоятельно невозможно. Выбрав и правильно приготовив тампонажный раствор, используя минимальный набор агрегатов, с работой вполне можно справиться самостоятельно.

В любом случае эксплуатация скважины без укрепления ствола цементом не будет долгой, а затраты на бурение нового водоисточника будут ничуть не меньше.

Если после изучения материала у вас остались вопросы о том, как правильно зацементировать скважину после бурения, или вы обладаете ценными знаниями по данному вопросу, пожалуйста, оставляйте свои в расположенном ниже блоке.