Тампонування свердловин

Тампонування свердловини воду є невід'ємною частиною технологічного процесу.

Метою тампонування є:

ізоляція та поділ окремих водоносних горизонтів;
запобігання обсадним трубам від кародируючого впливу солей підземних вод;
виконання санітарних заходів щодо ізоляції непридатних для водопостачання водоносних горизонтів від придатних до експлуатації;
ліквідації свердловин.

Існує два типи тампонування:

тимчасове – глиною та різними тампонами,
постійне – заливкою свердловини цементним розчином.

Тимчасове тампонування застосовується в період випробування свердловини для ізоляції водоносних горизонтів або їх окремих інтервалів.

Постійне тампонування проводять на тривалий період, часто на весь термін експлуатації свердловини. Тут можна сказати, що тампонування глиною застосовується при ліквідації неглибоких свердловин з безнапірними водоносними горизонтами і при боротьбі з поглинанням промивної рідини.

Тимчасовий розподіл свердловини на окремі ділянки проводиться із застосуванням спеціальних пристроїв – тампонів (їх ще називають пакерами). Тампони застосовуються щодо водообильности і питомого водопоглинання тріщинуватих і пористих гірських порід, і навіть під час перевірки якості цементування скельних порід за її штучному зміцненні.

Ці роботи проводять нагнітанням або наливом води в свердловину нижче за встановлений тампон або між двома жорстко з'єднаними тампонами. Тампони після кожного нагнітання (наливу) води пересувають знизу догори або зверху донизу, тим самим досягається поінтервальне дослідження пласта. При випробуванні методом знизу нагору вивченийінтервал або забивають глиною або цементують. При випробуванні зверху донизу свердловину послідовно поглиблюють на інтервал випробування (5-10 метрів). В обох випадках тампон встановлюють у верхній частині кожного кожного подальшого інтервалу випробування.

Конструктивне рішення передбачає одинарні та подвійні тампони.

За принципом дії розрізняють тампони:

механічні,
гідравлічні,
пневматичні.

Принцип дії тампонів заснований на розширенні гумової манжети (тампона) та ущільненні зазору між стінками свердловини та колоною труб, на яку опускається тампон.

Гумовий спрощений тампон складається з двох труб, з'єднаних патрубком, на зовнішній стороні якого укріплена гумова манжета. При обертанні з поверхні колони труб праворуч патрубок загвинчується в муфту труби і манжета-розширювач ущільнює зазор між стінками свердловини. Для нормальної роботи цього тампона в нижню частину труби поміщають плоске долото, що заловлюється в забій свердловини.

Одинарний пневматичний тампон (гідравлічний) приводиться в дію стисненим повітрям або водою. При нагнітанні стисненого повітря або води гумова камера роздмухується і щільно прилягає до стін труби та свердловини, тим самим поділяючи її на ділянки. Подвійний механічний тампон складається з двох тампонів – верхнього та нижнього, розділених перфорованою трубкою. В іншому конструктивно він схожий на одинарний тампон. Нижче наведемо схеми тампонування свердловин.

Вдавлювання колони обсадних труб у пласт жирної глини. Достатньо простий спосіб тампонування затрубного простору. Породи у місці тампонування розбурюють ступінчасто долотами малого діаметра. При роторному бурінні свердловину опускають колону обсадних труб, забезпеченучеревиком без розширеної частини. До поверхні цього черевика після зрізання уступів добре прилягає шар глини. Чим довше черевик, тим надійніше тампонування. Тим не менш, черевик не варто залишати всередині пласта з піском, т.к. це здатне викликати парування колон піском, який проникає в зазор між попередньою і наступною колонами обсадних труб.

Тампонування з нижньою пробкою. Застосовують при роторному способі буріння. Полягає в тому, що свердловину, заповнену на певну глибину кульками з глини або цементним розчином, вдавлюють колону обсадних труб, знизу закриту пробкою. Глина та цемент вдавлюються у затрубний простір. При тампонуванні цементом корок розбурюють через 1-3 доби. Якщо колона труб вже знаходиться у свердловині, її нижній обріз закривають дерев'яною затяжною пробкою.

Тампонування з подачею цементного розчину по трубах для заливки. У колону обсадних труб по трубах для заливки подається цементний розчин, а потім насосом промивна рідина. Остання видавлює цементний розчин у затрубний простір. Після затвердіння цементного розчину цементну пробку, що утворилася, розбурюють. Шар цементу чи глини необхідний попередження прориву в затрубний простір промивної рідини.

Перед тампонуванням для ліквідації глинистих пробок затрубний простір роторного свердловин буріння промивають глинистим розчином. Крім цього, для вільного допуску розчину в затрубний простір колону обсадних труб піднімають над вибоєм.

Вдавлювання колони обсадних труб, що встановлюється в фільтруючих породах, в м'ятий шар жирної глини. Застосовують при ударному бурінні у свердловинах, що закріплюються трубами одночасно з бурінням, коли не забезпечується надійне природнетампонування. Нижче черевика колони діаметр свердловини розширюють приблизно на 15-20 см., а простір заповнюють підсушеними кульками добре пром'ятої глини та трамбують шарами. Колону обсадних труб задавлюють до вибою, а потім буріння продовжують долотом меншого діаметру. Розширену частину свердловини також рекомендується заповнювати цементним розчином.

Цементація затрубного простору з двома дерев'яними пробками. Найбільш надійний спосіб тампонування. Нижня пробка попереджає змішання подається в обсадну колону цементного розчину з промивною рідиною, що надходить. Нижня пробка, що дійшла до вибою, пропускає цементний розчин в затрубний простір. Верхня пробка виконує роль поршня, що видавлює розчин у затрубний простір. Вона просувається вниз до першої пробки під тиск промивної рідини, що надходить.

Манжетне тампонування цементом. Його застосовують для одноколонних конструкцій.На рівні або трохи вище покрівлі водоносного горизонту на колоні обсадних труб встановлюють зворотний клапан або дерев'яну пробку. З зовнішньої поверхні колони вище за клапан закріплюють брезентову манжету у вигляді воронки. Цементний розчин продавлюють у затрубний простір через ряд отворів діаметром близько 1,5 см, попередньо висвердлених рівномірно вздовж обсадної труби. Потім клапан розбурюють.