Ликвидация нефтяных и газовых скважин

Ликвидация нефтяных и газовых скважин

В случае, если нефтегазовое месторождение иссякло, сооруженная скважина имеет малую продуктивность вследствие неисправимых повреждений или не может эксплуатироваться по иным причинам, проводитсяликвидация нефтяных и газовых скважин. Данный процесс осуществляется при помощи специального оборудования, и, как при бурении и разработке, на начальном этапе следует провести анализ, по которому будет понятно, следует ли действительно ликвидировать конструкцию или можно продолжить эксплуатацию, скорректировав условия или проведя ремонтные работы.

Что такое тампонаж

Тампонаж (цементаж) скважины согласно ГОСТ это – разобщение водных слоев, вскрытых бурением, с помощью установки цементных мостов.

В подземных горизонтах расположено несколько водоносных слоев, разделенных между собой горными породами или замками из глины – перемешивание разных слоев в таком случае исключено.

Пробуренные отверстия пересекают несколько водоносных горизонтов. В ходе эксплуатации или после ликвидации артезианской скважины возможно разрушение обсадных труб. По ним водоносные горизонты перетекают друг в друга, что приводит к загрязнению чистой воды стоками.

Разделение труб на изолированные участки предотвратит перетекание.

Перечень работ при ликвидации

Если сказать кратко, то ликвидация артезианской скважины выполняется в таком порядке. Сначала изучается её геофизическое состояние, производится откачка воды и подъём на поверхность оборудования.

Заметим, что все, случайно попавшие в скважину предметы или упавшие инструменты, тоже должны быть извлечены. На этом вопросе остановимся более подробно, так как данная информация может пригодиться не только при ликвидации, но и при эксплуатации скважины.

Удаление предметов из ствола скважины

В ствол скважины может попасть что угодно: какая-либо деталь, инструмент, кабель, трос, насос или его двигатель. Тут вопрос заключается даже не в том, чтобы вытащить упавший предмет в целостности, а в том, чтобы вообще его как-то извлечь, хоть и по частям.

В этом заключается основная трудность, так как ствол имеет большую протяжённость. К тому же, предмет в нём может просто заклинить.

Видеокамера для инспекции скважин

Для обследования скважин сегодня применяют специальные зонды, оснащённые видеокамерой, либо так называемое, акустическое скважинное телевидение (САТ). Для извлечения предметов используют ловильный инструмент.

Если предмет металлический, и имеет небольшие размеры, для его подъёма используют электомагнит. Но он поможет не в любой ситуации. В процессе проходки, например, иногда происходит излом труб. При их извлечении такой инструмент, как метчик, просто незаменим — с его помощью трубу можно отвинтить и извлечь по частям.

Перечень ловильных инструментов достаточно большой: это и паук, и отводной крючок, и боковое долото. Ловильный колокол, например, незаменим при извлечении бурового инструмента, имеющего цилиндрическую форму. Его сцепление с предметом происходит путём навинчивания, после чего производится подъём на поверхность.

Цементирование и прочие операции

Когда вода из скважины откачана, а ствол освобождён от мусора, производится разбуривание песчаной пробки. На следующем этапе, её необходимо промыть и произвести дезинфекцию.

В зависимости от протяжённости ствола, для промывки может быть использован компрессор, погружной или буровой насос. После того, как пойдёт чистая вода, промывку повторяют, но уже раствором хлорной извести.

Теперь наступает самый ответственный момент: цементация скважины. Делается это с целью упрочнения и отсечения ствола от шурфа. В проекте обязательно присутствует вот такая схема, как на фото снизу.

Как видите, здесь дано послойное описание пород, приведены данные по диаметрам труб и отметкам их установки.

Рабочий проект на ликвидацию скважины

В схеме так же даётся подробная информация по заделке скважинного ствола: на какой отметке ведётся засыпка гравия и песка, на какой заливается цементный мост. Исключительно доходчиво, и, тем не менее, зацементировать своими руками глубокую скважину вряд ли получится.

Так выглядит ликвидированная скважина

• Перед тампонированием вокруг устья скважины копают шурф 1м*1м, глубиной 2м.
• Скважинную трубу обрезают так, чтобы её верх лишь немного возвышался над дном ямы, и приступают к тампонажу.
• Чтобы уменьшить расход цемента, в глубоких скважинах цементные мосты до пяти раз чередуют с гравийной засыпкой.
• Небольшие скважины бетонируют на всю глубину: сначала засыпают гравий, а потом заливают жидкий раствор цемента марки М400.
• Затем на устье устанавливается заглушка, и оно полностью цементируется, как показано на фото сверху.

В завершение оформляется акт, на основании которого буровой объект может быть снят с учёта, и можно считать, что ликвидация скважин завершена.

Резка бетона. 8 способов резки бетона

Резка бетона является одним из основных этапов создания дверных и оконных проёмов в стене.

Способы резки бетона

Любая резка бетона неразрывна связана с такими операциями, как:

• штробление;
• бурение;
• дробление;
• шлифовка.

Все они могут выступать в качестве дополнения или части основного технологического процесса. При этом различаю два основных способа резки:
а) сухая;
б) влажная.

Последний способ является наиболее технологически правильным. При его использовании на место трения инструмента и материала подаётся струя воды, задачи которой:
а) охлаждать режущий компонент;
б) осаживать пыль;
в) повышать эффективность резки;
г) позволять непрерывно вести работы и повысить их безопасность.

Однако не всегда есть возможность подачи воды по причине её отсутствия. Нередки случаи, когда вода может стать причиной повреждения инструмента. По этим причинам может применяться резка «на сухую». Она несколько отличается тем, что работы необходимо вести с перерывами, давая остывать режущим элементам. Высокая запылённость работ вынуждает использовать либо пылеотсасывающие устройства, либо прерывать процесс на более продолжительные, чем необходимо для остывания инструмента периоды. Поскольку в закрытых помещениях из-за пыли просто не будет видно места резки и есть риск ошибки при выполнении работы.

При выполнении сухой резки допускается погружать кромку режущего диска на небольшую глубину, поскольку большое боковое трение сильно греет инструмент и может послужить причиной выхода его из строя. Для выполнения глубоких порезов нужно делать несколько боковых углублений и постепенно их расширять, чтобы получался свободный канал для доступа к точке воздействия на бетон.

Особенности подбора инструмента для резки бетона

Приступая к резке бетона, необходимо внимательно его изучить со всех сторон. На что нужно обратить внимание для правильного подбора инструмента?

Во-первых, на структуру материала. Старый бетон намного крепче молодого. Возраст можно определить по внешнему облику всего строения или изделия.

Во-вторых, на состав бетона. Самым главным компонентом любого бетона является его наполнитель. Это может быть керамзит, гранит, песчаник и другие материалы. Чем крепче наполнитель, чем выше его составная доля с общей массе бетона, тем труднее резать бетон. Следует также обратить внимание на зернистость песка. Мелкий мытый песок делает структуру всего материала более плотной. Напротив, крупный песок из скалистых пород режется проще. Всё это возможно определить визуально, отколов при помощи кирки или бура кусок бетона от основного монолита.

В-третьих, на толщину и месторасположения материала. Залитая стяжка и стена режутся разными приспособлениями, хотя могут иметь одинаковую плотность и толщину бетона. При этом малые участки порезки можно выполнить ручным инструментом. Большие, где необходимо выполнить работы не только в большом объёме, но и со значительной степени точностью, производятся специальным профессиональным оборудованием.

Различия резки бетона по виду применяемого инструмента

Резка бетона имеет различия и по типу используемого при этом оборудования, выбор которого будет зависеть от множества факторов, основные из которых перечислены выше.

1. Ручные резчики

Большинство операций ведётся ручным инструментом, который в народе называют «болгарка». Правильное же его название угловая шлифовальная машина или сокращённо УШМ. Они выпускаются различной мощности и под различные размеры насадок, которые крепятся на них при помощи винтовой резьбы. Для резки бетона используют:

• шлифовально-полировальные круги;
• алмазные обдирочные диски;
• алмазные режущие диски.

Последние могут иметь:

• крупное алмазное напыление;
• мелкое алмазное напыление.

А также отличаются по краю режущей кромки, которая может иметь ровной и с поперечными вырезами, которые способствуют охлаждению диска при работе. Чем плотнее бетон, тем мельче зерно алмаза нужно выбирать, и отдавать предпочтение кругам с вырезами, но которые не рекомендуется использовать при резке армированного бетона, так как выемки могут цепляться за металлические пруты арматуры, что может повлечь травму работника.

Инструменты для ручной резки бетона.

К плюсам ручной резки можно отнести высокую манёвренность операций, простоту их выполнения в небольших объёмах.

Ручная резка стены из бетонных блоков.

Минусы же в том, что при достаточных объёмах, рабочий может быстро уставать. Точность ручного исполнения процесса может быть достигнута только на малых участках. Необходимость учёта человеческого фактора не даёт возможности выполнения круглосуточного и непрерывного многочасового выполнения работ. Играет также фактор вредности процесса для здоровья исполнителя.

Поэтому, если работы ведутся профессиональными организациями, то целесообразно выполнять их при помощи специальных машин.

2. Стенорезные машины

Использование этих механизмов применяется для выполнения работ по резке проёмов, глубокого штробления и разделения толстых слоёв бетона. Приспособления для стеновой резки внешне схожи с УШМ, только большого размера. В своей конструкции такие механизмы имеют, кроме режущего агрегата, приспособления для крепления всей конструкции к стене.

Машина крепится на поверхности, которая будет резаться на рельсы. По ним она будет перемещаться взад-вперёд во время всего процесса. Диски для таких механизмов используются размером более 25 см в диаметре.

Стенорезная машина. Режущая часть перемещается по специальной направляющей.

К месту пореза подаётся вода через систему шлангов.

Преимущества использования таких машин:
а) экономия денег и времени;
б) малый уровень шума;
в) высокая мощность;
г) малая шумность работы;
д) относительная чистота выполнения процесса;
е) малая вибрация, что важно для дальнейшей целостности поверхности;
ж) надёжное крепление к поверхности.

Стенорезная машина «пилит» бетон.

К минусам можно отнести иногда достаточно высокую цену подобного оборудования, в следствии чего, не всегда имеющуюся доступность.

3. Швонарезчик

Этот механизм применяется при резке:
• выполнении деформационных швов;
• дорожного бетонного покрытия;
• проёмов в горизонтальных перекрытиях.

Машины эти бывают стационарные и переносные. Последние перемещаются по поверхности работником и позволяют делать резы разной конфигурации.
Стационарные используются при работах с прямыми участками и толстыми слоями разрезаемого материала.

Швонарезчик бетона.

Преимущества этих машин, прежде всего, в возможности аккуратной резке глубокоармированного высокопрочного бетона на перекрытиях, где необходимо не только произвести точные вырезы, но сделать это с минимальной вибрацией, чтобы не вызвать разрушение основного изделия.

Однако наиболее часто применяются швонарезчики в дорожном строительстве. Ими сначала делается рез покрытия, а потом отбойными молотками вырубается необходимый участок.

Резка асфальта.

4. Канатный резчик

Применяется эта машина для разделения бетона при помощи алмазного каната, имеющего вид покрытого резиной троса, имеющего в своей структуре специальные алмазные элементы, которые называются «перлины». Для резки канатом охватывают бетон, продевают канат в машину и скрепляют. Агрегат приводит режущую часть в движение и происходит резка.

Канатный резчик бетона. Резка бетона канатным резчиком.

Это самый тихий, но самый технологически сложный процесс. Наибольшее применения этот вид получил при разделении бетонных блоков или труб большого диаметра, а также при демонтажных работах.

5. Установки для алмазного бурения

Этот вид применяется, когда необходимо сделать разные по размеру отверстия в толстых слоях бетона, например, при прокладке коммуникаций или для забора проб материала из глубины конструкции.

Алмазное бурение. Установка для алмазного бурения.

Установки бывают электрическими и гидравлическими. Последние более мощные.

Состоит приспособление из мотора и станины, на которой он крепится. В качестве режущего инструмента используются колонковые буры.

6. Аппарат для резки водой

Такой вид резки бетона называют гидроабразивным. В качестве режущего инструмента в этом механизме применяется струя воды с абразивным материалом или без него. Идея построения таких машин взята у самой природы.

Аппарат для резки бетона водой. Фигурная резка бетона струёй воды.

Как правило, основной областью применения такого вида является обработка разных материалов, в том числе камня и бетона. В строительных работах гидроабразивная резка используется редко, в основном для производства художественных работ на поверхностях полов или стен.

7. Лазерные газоразрядные установки

Этот вид оборудования пока мало распространён в силу своей дороговизны. Совсем недавно такие станки имели большой вес и могли использоваться только стационарно, что не удобно при обработке бетона. Сейчас такое оборудование стало более компактным.

Резка бетона ведётся путём воздействия не него теплового луча. Такие способы применяются в труднодосягаемых местах, где нельзя установить другое профессиональное оборудование или делать это опасно.

Лазерная резка является самым дорогим видом подобных работ и используется только в случаях с большими объёмами или острой необходимости.

Лазерная резка бетона.

8. Сверление бетона

Эта процедура хорошо известна даже домашним мастерам. Для её выполнения необходимы ударная дрель или перфоратор. В качестве инструмента для непосредственного разрушения бетона используются победитовые ударные свёрла или буры, а также всевозможные алмазные коронки по бетону.

Сверление бетона. Приспособления для сверления бетона.

Для бурения больших отверстий используется специальное оборудование, о котором рассказывалось выше.

Выбирая каким оборудованием проводить резку бетона, всегда следует учитывать не только все особенности материала и оборудования, предназначенного для его обработки, но и экономическую целесообразность выбора того или иного оборудования, условий его эксплуатации, наличие квалифицированного персонала.

Не менее важным является факт подготовленности места работ, обеспечения механизмов подачей воды и заземлённого источника электропитания, а также наличия всех необходимых средств личной безопасности сотрудников, которые будут задействованы в резке бетона.

Нюансы проведения лидерного бурения

На практике используется два основных типа бурения лидерных скважин:

• Бурение, сопровождающееся полной выемкой отработанного грунта;
• Частичная выемка – в этом случае грунт в скважине полностью или частично остается, но теряет свою плотность и монолитность.

Бурение, сопровождаемое полной выемкой грунта, требует выполнения большего объема работ. В этом случае необходимо или сразу позаботиться о наличии техники и места для складирования грунта, или же рыть котлован, не менее 15% площади которого может быть использовано для складирования вынутого грунта. Кроме того, необходимо грамотно расположить на участке пути движения техники так, чтобы не разрушать устья уже готовых скважин.

1 Причины ремонта и способы их диагностики

С любой скважиной — на песок либо на известняк (артезианской), в процессе эксплуатации случаются практически идентичные неисправности. В зависимости от типа источника отличается лишь его долговечность и, как следствие, интенсивность протекания определенных деструктивных процессов.

Так, эксплуатационный ресурс глубинных артезианских скважин может достигать 50 лет, а источники пробуренные на песчаный водоносный горизонт служат в лучшем случае 10 лет. Такая разница объясняется заиливаем, которое и является основной причиной выхода скважин из строя.

Под заиливанием подразумевается попадание в перфорации фильтрующего участка обсадной трубы грунта, который забивает отверстия и не дает воде поступать внутрь колонны. Источник на песок заиливается гораздо быстрее, чем артезианская скважина, фильтрационная секция которой расположена в пласте твердого известняка.

Грязная вода из заилившейся скважины

Помимо заиливания причины ремонта могут быть следующие:

• изменение уровня водоносных горизонтов, из-за которых в источнику пропадает вода, что приводит к необходимости углубления скважины;
• поломка и деформация отдельных участков обсадной колонны из-за давления грунтовых масс;
• обрыв глубинных насосов.

Также не стоит сбрасывать со счетов возможные ошибки, допущенные при проектировании и бурении источника. Основными факторами, свидетельствующими о необходимости выполнять обслуживание либо ремонт, являются снижение уровня воды, ее мутность и наличие в составе сторонних примесей.

Чтобы выявить конкретные причины неисправности в идеале нужно выполнять диагностику скважины. Данная услуга предоставляется профильными организациями, при этом ее стоимость достаточно большая — цены начинаются от 10 тыс. рублей и зависят от глубины водозаборной конструкции. Диагностика включает проведение гидродинамических испытаний источника и геофизический анализ близлежащей территории.

Забитый отложениями участок обсадной трубы

Однако существует более доступный вариант диагностики с применением зонда — видеокамеры, опускаемой внутрь обсадной колонны, которая выводит картинку на монитор и позволяет определить целостность обсадных труб, герметичность колонны и увидеть состояний фильтрующей секции.

Как при эксплуатации скважин на воду, так и при использовании добывающих нефтяных и газовых шурфов, могут проводиться 2 вида восстановительных работ — текущий и капительный ремонт скважин. Рассмотрим каждый из них подробнее.
к меню ↑

1.1 Текущий ремонт скважин

В зависимости от восстанавливаемого участка текущий ремонт скважин может быть подземным либо наземным. Наземные ремонтные работы ориентированы на исправление дефектов оборудования и насосных агрегатов, расположенных в устье скважины, восстановление трубопроводов, регулирующей аппаратуры, гидроаккумуляторов.

Подземный ремонт направлен на работу с оборудованием, размещенным внутри обсадной колонны, помимо этого он включает ряд мероприятий по восстановлению целостности самой обсадной трубы, повышению дебита источника либо его дополнительное разбуривание с целью перехода на более глубокий водоносный слой. В группу текущих ремонтных работ также входит продувка скважины и чистка ее фильтра от заиливания, однако данные мероприятия можно в равной степени классифицировать как аварийные.

Текущий ремонт скважин своими руками всегда состоит из следующих этапов:

• к источнику доставляется необходимое оборудование;
• выполняется подготовка скважины к ремонту;
• проводятся чистка обсадной колонны и ликвидация небольших повреждений, по мере необходимости — замена износившегося оборудования;
• используемые для ремонта агрегаты демонтируются и подготавливаются к обратной транспортировке.

Желонка для очистки скважины

Чистка источника от ила в простейшем варианте выполняется с помощью желонки, представляющей собой металлическую трубу длиной 1-2 м, на нижнем торце которой расположено входное отверстие, перекрытое шаровым затвором. Желонка на тросе опускается внутрь обсадной колонны и внутрь трубы попадет песок скопившийся в фильтре песок, далее затвор перекрывает нижний торец трубы и конструкция поднимается на поверхность, очищается и процесс выполняется повторно.

Если очистка желонкой не принесла результатов и поступление воды не восстановилось, что возможно в случае плотного закупоривания перфораций фильтра песком, необходима продувка скважины. Для продувки потребуется приобрести специальное оборудование — эрлифт (компрессор), способный осуществлять подачу воздуха под давлением 10-15 атмосфер.

Суть метода заключается в том, что внутрь обсадной колонны опускается шланг, через который эрлифт закачивает воздух, при этом устье колонны перекрывается герметичной крышкой. Повышение давления приводит к тому, что поток воздуха очищает фильтрационную секцию, выдавливая все загрязнения из ее перфораций.

Схема промывки скважины

Однако реанимация непродуктивных скважин с помощью продувки имеет ряд ограничений. Она может выполняться только для источников на песок, глубина которых не превышает 40 метров — ремонт артезианских скважин производится с помощью промывки (методы отличаются лишь тем, что при промывке под высоким давлением подается вода). Также продувка может привести к повреждению фильтра скважины, который является неремонтопригодным. В таком случае потребуется бурение нового источника.

Приспособление для изъятия шлангов и тросов

Отдельно отметим аварийные ситуации, возникающие по причине обрыва погружных насосов и другого оборудования. Для извлечения сторонних предметов используется специальная подъемная техника. Если упавшая конструкция металлическая — применяются магнитные подъемники, при падении шлангов, тросов и прочих гибких изделий — специальные паукообразные захваты.

Серьезную проблему может представлять обрыв оборудования в артезианские скважины, глубина которых может превышать 100 метров. В таком случае извлечение выполняется с помощью ловильного инструмента укомплектованного камерами, выводящими картинку из колонны на экран оператора.
к меню ↑

1.2 Технология капитального ремонта скважин на воду (видео)

Особенности и характеристики бурового цемента

Тампонажный цемент производится по технологии тонкого помола клинкера с добавкой гипса (от 2 до 3,5% от массы клинкера) и ряда других минеральных веществ, придающих ему специальные свойства: быстрое твердение по отношению к общестроительным цементам, повышенную прочность, высокую жидкотекучесть и пр.

Так как линейные размеры пространства между стволом и обсадными трубами скважин составляют всего 15-50 миллиметров, при глубине бурения сто и тысячи метров, к тампонажному раствору предъявляются весьма жесткие требования. Жидкотекучесть раствора должна обеспечивать скорость закачки в зазор 1,5 м/с, а после того как закачка прекратится раствор должен набрать расчетную прочность в минимальные сроки.

Также стоит учитывать, что по мере увеличения глубины ствола в нем увеличиваются давление и температура. В связи с этим тампонирование шахты осуществляется жидким цементным тестом (пульпой) без песка, с содержанием воды порядка 50% от веса цемента.

Так как наибольшее влияние на сроки схватывания и твердения бурового цемента оказывает температура внутри ствола скважины, цементная промышленность выпускает два класса тампонажного цемента – цемент для «горячих» и «холодных» скважин.

Кроме того имеются специальные виды бурового цемента для особых условий эксплуатации, присутствующих в особоглубоких шахтах: белитокремнеземистый, песчанистый, солестойкий, гигроскопический, сульфатостойкий, утяжеленный, облегченный, волокнистый и другие специальные виды тампонажного цемента. При этом специальные свойства бурового «вяжущего» регулируются добавкой: шлаков, известняков, песка и других минеральных веществ.

При высокой температуре пульпа полностью отвердевает в промежутке времени от 1 часа 40 минут до 10 часов, в зависимости от конкретных условий. При низкой и нормальной температуре процесс твердения занимает промежуток времени от 2 до 12 часов. Для регулировки времени твердения используются добавки калия хлористого и натрий хлора. Самый длительный период твердения имеет тампонажный солестойкий цемент.

Специальные свойства бурового цемента определяют его высокую стоимость по сравнению с классическим портландцементом. Стандартный пятидесятикилограммовый мешок тампонажного цемента стоит в среднем 300 рублей, а стоимость цемента реализуемого россыпью или в мягких контейнерах (биг-бегах) колеблется от 4 400 рублей до 6 950 рублей в зависимости от вида и компании производителя.

Поэтому применение бурового цемента в гражданском строительстве экономически нецелесообразно, и возможно только в тех случаях, когда бетонная конструкция эксплуатируется в особых условиях.