Ремонт скважин: замена обсадной колонны

Возможной причиной выхода из строя скважин может стать выход из строя обсадной колонны. Если при геофизическом исследовании было обнаружено, что обсадная труба имеет сквозные отверстия, через которые в скважину проникают вода из других горизонтов или порода из вышележащих водоносных слоев, то такую скважину следует признать аварийной, так как в ней возможны прихват породой водоподъемного оборудования и завал водоприемной части скважины, не говоря уже о качественных характеристиках добываемой воды.

Ремонт скважин в таком случае будет заключаться в замене обсадной колонны.

Цели, которые должны быть достигнуты при замене обсадной колонны:

• После установки новой колонны должно быть полностью прекращено проникновение в скважину посторонней воды и породы через сквозные отверстия в трубе и по затрубному и межтрубному зазору.
• Установка новой колонны по возможности не должна повлечь за собой уменьшение дебита скважины из-за уменьшения ее диаметра.

Закрепление новой колонны производят на всю длину изношенной рабочей колонны. При наличии срезанной колонны (впотай) можно ограничиться закреплением скважины только от среза до устья в случае, если труба ниже среза еще пригодна для работы. В противном случае устанавливают колонну, состоящую из труб двух диаметров. До среза устанавливают трубу  диаметром, равным диаметру срезанной колонны, а ниже среза – меньшего диаметра, посаженную внутрь  срезанной колонны. На конце ее устанавливают сальник, предохраняющий водоприемную часть скважины от проникновения цементного раствора.

В большинстве случаев новую колонну устанавливают без извлечения старой колонны. (Зачастую ремонт скважин невозможно сделать иначе). И только в тех случаях, когда диаметр новой колонны мал, для размещения водоподъемника нужной производительности извлекают изношенную колонну.

Если вырезку изношенной колонны выполнить нельзя, то старую водоподъемую колонну (вместе со скважинным насосом) заменяют другой, с меньшими габаритами, соответствующими диаметру новой колонны.

До установки новой колонны производят чистку внутренних стенок старой колонны и промывку водой и дезинфекцию кольцевого межтрубного зазора скважины. Глинистый раствор применяют в случае проникания породы через сквозные отверстия в обсадных трубах.

Если на старой колонне нет сквозных отверстий для нагнетания через них цементного раствора в межтрубное и затрубное пространство, нужно прострелять или проколоть отверстия в старой трубе.

Кольцевой зазор между старой и новой колоннами нужно зацементировать на всю их высоту. Для надежной цементации разность внутренних диаметров старой и новой колонн должна быть не менее 100 мм.

Если разность диаметров старой и новой колонн равна 50мм, получается кольцевой зазор шириной около 15мм (для толщин стенок обсадной трубы порядка 10мм), .  Для надежной цементации кольцевых зазоров при разности диаметров соседних колонн в 50 мм полезно прострелять старые колонны по всей высоте. Установка такой колонны в скважину с сильно разрушенными трубами весьма затруднена, а цементацию межтрубного зазора следует произвести с подачей цементного раствора снизу, с подъемом его до устья так как малая ширина кольцевого зазора не позволяет залить цементный раствор сверху через заливочную трубу.

Необходимо принять меры к тому, чтобы не допустить проникновения цементного раствора в водоприемную часть. Для этого применяют следующие способы.

На нижнем конце новой колонны укрепляют специальный сальник. Перед заливкой цементного раствора на сальник насыпают песок слоем около 0,5 м, а затем заливают цементный раствор слоем 3-5м. После затвердения первой порции цементного раствора в кольцевой зазор одним приемом заливают цементный раствор до устья. При такой заливке цементного раствора создается избыточное давление по всей длине трубы, что способствует заполнению кольцевого зазора между новой колонной и старой и проникновению цементного раствора в затрубное пространство через сквозные простреленные отверстия.

Цементный раствор следует заливать таким образом, чтобы он не разжижался водой или глинистым раствором, находящимся в кольцевом зазоре скважины. Для этого заливку цементного раствора производят через заливочную трубу диаметром 1-1/2”, спущенную в зазор между трубами на 5-10м выше сальника.

Если размер кольцевого зазора не позволяет пропустить в зазор заливочную трубу, цементный раствор заливают через устье непрерывно большой струей. При этом вода, находящаяся в кольцевом зазоре, будет вытесняться.

Когда нет уверенности в том, что цементный раствор не проникает в водоприемную часть скважины, ее надо временно затампонировать песком, который после цементации удаляют желонкой  или откачкой эрлифтом. Для этого в скважину опускают песок на 1-2 м выше башмака рабочей колонны, новую колонну задавливают в песок и, кроме того, засыпают в нее слой песка на 1-2м.

Затем в кольцевой зазор на 3-5 м заливают первую порцию цементного раствора, дают ему схватиться, после чего за один прием заливают цементный раствор до устья.

После схватывания цементного раствора скважину очищают от временного тампона и производят строительную откачку для промывки эксплуатационного водоносного слоя от засора и заиливания.

Для цементации следует применять тампонажный портландцемент М500. Цементный раствор готовят без добавки инертного материала: по весу 60% цемента и 40% воды. Шлаковый и подобный ему медленно схватывающиеся цементы применять нельзя. Для ускорения схватывания к раствору можно прибавить жидкое стекло.

Цементный раствор следует заливать растворного бака через сетку, чтобы неразмешанные комки цемента и случайные примеси не попали в заливочную трубу и не закупорили ее.

Расход цементного раствора рассчитывают по объему кольцевых зазоров, с запасом на потерю за счет поглощения породой. Последний расход не поддается точному учету и зависит от поглощаемости породы.

Если можно ждать поглощения цементного раствора в большом количестве, следует применять волокнистый раствор, т.е. цементный раствор с добавкой фибры в количестве 3-5%.

При наличии в скважине срезанной трубы установку новой колонны производят на срез, доводя ее до устья.

После установки новой колонны кольцевой зазор цементируют по предыдущему.

Колонна обсадных труб, находящаяся постоянно в воде, изнашивается меньше, чем верхние части обсадных труб, поэтому во многих случаях можно ограничиться установкой новой колонны только до среза. Контакт срезанной колонны с новой выполняют следующим образом: Диаметр срезанной колонны бывает на 50-100мм меньше предыдущей. Если разница диаметров 50мм, приходится применять колонну на сварке такого же диаметра, как срезанная колонна.

Чтобы цементный раствор не проник к забою или фильтр, необходимо создать прочный контакт среза колонны с низом новой колонны. Для этого применяются пакерующие устройства

Специалисты нашей компании квалифицировано сделают ремонт скважин на воду любой сложности. ГП Центр геотехнологии имеет уникальный опыт замены обсадных колонн в скважинах глубиной 300 метров. (Капитальный ремонт скважин в Зеленограде г. Москва)