Тампонирование скважин: виды, методы, материалы

Тампонирование скважин. При гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях для проведения испытаний отдельных горизонтов возникает необходимость изоляции их друг от друга. Для этих целей применяют тампонирование скважин. Эту операцию выполняют также для изоляции участков, поглощающих промывочную жидкость, при ликвидации скважин и в других случаях. Различают постоянное, временное и ликвидационное тампонирование.

Постоянное тампонирование производится для изоляции водопоглощающих участков, закрепления интервалов, пройденных в сыпучих породах; для изоляции горизонтов полезных ископаемых от вышележащих пластов и других целей. Для этого используется глина или цементные тампонажные смеси. Тампонирование глиной применяют в неглубоких скважинах путем задавливания башмака колонны обсадных труб в пласт глины или глинистые породы; или забрасыванием в скважину глины с последующей трамбовкой со спуском водозакрывающей колонны обсадных труб и задавливанием башмака в глину.

При бурении глубоких скважин для тампонирования используются цементные смеси. Способы цементации могут быть различными. Для укрепления башмака обсадных труб используют башмачную заливку цемента: его спускают в скважину с помощью желонок или через бурильные трубы. Более эффективным и надежным является способ “с двумя пробками”, когда цементный раствор доставляется к забою скважины помещенным между двумя деревянными пробками под давлением промывочной жидкости. После застывания цемента оставшиеся на забое пробки разбуриваются.

Наибольшее распространение при ликвидации поглощения промывочной жидкости получили погружные смесители, предназначенные для образования быстросхватывающих смесей непосредственно в зоне поглощения. Для этого используются специальные снаряды, в которых разделенные компоненты цементных смесей на бурильных трубах опускаются в скважину, где при выдавливании из снаряда производится смешивание цемента с жидким ускорителем схватывания. Применяются также снаряды для доставки в скважину смесей на цементной, гипсовой основе и на основе синтетических смол.

Временное тампонирование для разделения отдельных участков скважины для откачивания или нагнетания воды в один из вскрытых водоносных горизонтов осуществляется с помощью паккеров (тампонов), которые бывают простого действия (одиночные, разделяющие скважину на две части) и двойного действия (двойные, которые разделяют скважину на три участка). Двойные паккеры позволяют герметизировать скважину выше и ниже исследуемого горизонта, изолируя его от влияния соседних горизонтов. Паккеры имеют резиновые цилиндрические кольца или резиновые трубки (камеры), в которые нагнетаются вода или сжатый воздух, в результате чего они расширяются и плотно прилегают к стенкам скважины (рис. 11).

Рис. 11. Схема гидравлических паккеров. А — паккер простого действия; Б — паккер двойного действия: 1 — резиновая камера, 2 — фильтр, 3 — подъемные трубы, 4 — трубка для подвода воды или сжатого воздуха

Ликвидационное тампонирование проводится во всех разведочных скважинах после их проходки и выполнения всех измерений и сопутствующих исследований (скважинных геофизических методов и др.). Оно осуществляется главным образом во избежание нарушения режимов подземных вод: перетекания вод из одного горизонта в другой, что может вызвать в одних случаях нежелательное осушение, в других — обводнение тех или иных участков. Ликвидационный тампонаж производят глиной (в глинистых породах) или бетоном (в скальных и полускальных породах) по всему стволу скважины или только в нижней части ствола.

При тампонировании применяют различные материалы, которые можно подразделить на две группы: нетвердеющие и твердеющие.

В качестве нетвердеющих тампонирующих смесей используют глины с добавлением различных инертных наполнителей: стружки, опилок, соломы, мха и др. Иногда в состав смесей входит дизельное топливо, битумы, гельцементы.

Твердеющие смеси — это специальные цементы, нередко с ускорителями схватывания или инертными-наполнителями, смеси на основе синтетических смол и т. д.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: В. В. Авдонин, и др.

Источник: Технические средства и методика разведки месторождений полезных ископаемых.

Данные публикации будут полезны для студентов инженерно-геологической и геохимической специальностей.