Геокем - Тампонажные смеси ЛП ,Гидроизоляция,тампонирование скважин

Технологии ликвидации самоизливающихся скважин

Ликвидационное тампонирование скважин

          Во всем цикле строительства скважин качество их крепления и ликвидации, с точки зрения охраны подземных вод, играет большую роль.

Особое внимание следует уделять ликвидации самоизливающихся скважин, которые наносят большой ущерб окружающей среде, нарушая природный ландшафт территории, изменяя режим поверхностных и подземных вод, загрязняя водные бассейны, выводя из хозяйственного оборота плодородные земли, оказывая техногенное воздействие на фундаменты строительных сооружений.

Для проведения ликвидационных работ в самоизливающихся скважинах с грифонами специалистами ООО «Геокем» разработана специальная программа их ликвидации, по которой предусматривается следующий комплекс мероприятий:

• Ликвидация грифона.
• Создание репрессии на водоносный пласт.
• Восстановление естественного состояния водовмещающих горизонтов.
• Восстановление водоупоров.
• Цементация тела скважины.

Технология ликвидации грифона заключается в следующем. В районе места зарождения грифона устанавливается пакерующее устройство, и по колонне бурильных труб нагнетается расчетное количество тампонажной смеси. Тампонажная смесь восходящим потоком пластовой жидкости увлекается в тело грифона и,  при контакте с водой, увеличиваясь в объеме в десятки раз, кольматирует трещину, его образующую. Технология изоляции грифонов уникальна и не имеет аналогов.

Государственная регистрация

№ 29-99-64/8

 

 Утверждаемая часть рабочего проекта

«Реконструкция возабора «Северный» МП «Водоканал»

г. Великие Луки Псковской обл.

  

«Ликвидация самоизливов подземных вод»

  

 Том 3

Технологическая часть

 

 

г. Санкт-Петербург

г. Великие Луки

2006 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ
Пояснительная записка	3
1. Общие сведения. Существующее положение.	3
1.1. Основание для проектирования. Исходные материалы и документы.	3
1.2. Инженерно-геологические изыскания.	3
1.3. Гидрогеологические условия месторождения.	3
1.4 Существующее положение.	7
1.5. Геофизические исследования.	8
2. Технологические и технические решения по ликвидации скважин водозабора «Северный» МП «Водоканал» г. Великие Луки.	10
2.1. Общие положения и основные задачи ликвидационного тампонирования.	11
2.2. Описание технического состояния скважин водозабора «Северный», подлежащих ликвидационному тампонированию.	12
2.3. Техническое состояние и технологическая схема ликвидационного тампонирования скважин I группы: №№ 6,7,9.	13
2.4. Определение места образования грифона и его ликвидация.	19
2.5. Техническое состояние и технологическая схема ликвидационного тампонирования скважин II группы: №№ 1, 2, 5, 6а, 9, 17.	21
2.6. Создание репрессии на водоносный горизонт.	30
2.7. Восстановление естественного состояния водовмещающих горизонтов и водоупоров.	31
2.8. Вывод математической зависимости для определения потребной длины изоляционного моста.	32
2.9. Выбор материалов для создания изоляционных перемычек (мостов) и ликвидационного тампонирования скважин.	35
2.10. Цементирование тела скважины.	39
2.11.  Расчет потребного количества тампонажных материалов и реагентов.	39
2.11.1. Расчет объема тампонажной смеси для ликвидации грифона.	39
2.11.2. Расчет материалов утяжеленного раствора для создания противодавления на пласт.	40
2.11.3. Расчет материалов цементной смеси для изоляционных мостов. 32	42
2.11.4. Расчет объема смеси песчано-гравийной пульпы для восстановления естественного состояния водовмещающих пород.	43
2.11.5. Расчет материалов тампонажной смеси для цементирования тела скважины.	43
3.      Порядок организации работ по ликвидации скважин.	44
3.1. Характеристика условий работ.	46
3.2. Методы производства подготовительных строительно-монтажных работ.	46
3.3.   Планировочные работы и демонтаж павильонов.	48
3.4.   Буровые ликвидационные работы.	49
3.5.   Строительство временных  зданий и сооружений, технологически связанных с буровыми ликвидационными работами.	49
3.6.   Строительство временных  зданий и сооружений, технологически не связанных с буровыми ликвидационными работами.	50
3.7.   Монтаж – демонтаж и перемещение буровой установки на 1 км.	50
3.8.   Обустройство устьев ликвидированных скважин.	51
3.9.   Охрана труда при проведении работ.	51
3.10. Техника безопасности при проведении ликвидационных работ.	52
3.11. Календарный план ликвидационного тампонирования, объемы основных строительно-монтажных работ.	53
3.12. Рекультивация земель.	53
4.      Мероприятия по охране недр и окружающей среды.	53
4.4.   Охрана недр.	53
4.4.   Воздействие объекта на территорию, условия землепользования и геологическую среду.	54
4.4.   Охрана земель от воздействия объекта.	55
4.4.   Охрана земель при проведении ликвидационных работ.	55
ПРИЛОЖЕНИЯ	59
Приложение 1. Протокол технического совещания.	60
Приложение 2. Паспорта скважин.	62
Приложение 3. Геофизическое заключение по обследованию скважин.	157
Приложение 4. Протокол  № 25 исследований воды из грифонов.	170
Приложение 5. Санитарно-эпидемиологическое заключение на Смеси тампонажные ЛП.	172
Приложение 6. Санитарно-эпидемиологическое заключение на реагент «Комета-Метеор».	174
Приложение 7. Протокол  № 107 исследований воды.	176
Приложение 8. Санитарно-эпидемиологическое заключение на реагент «Конкрепол».	178
Приложение 9. Стройгенплан.	180
Приложение 10. Межевые дела.	182

 

 

Пояснительная записка.

 

1. Общие сведения. Существующее положение.

 

1.1. Основание для проектирования. Исходные материалы и документы.

 

Настоящий проект – утверждаемая часть «Реконструкция водозабора «Северный» МП «Водоканал» г. Великие Луки Псковской области «Ликвидация самоизливов подземных вод» выполнен в соответствии с Заданием на проектирование утвержденным директором МП «Водоканал», которое согласованно с главным архитектором города и управлением ГО и ЧС г. Великие Луки.

Разработке утверждаемой части рабочего проекта предшествовали:

 

1.2. Инженерно-геологические изыскания

 

Гидрогеологические исследования, предусматривающие предварительную и детальную разведки в 1967-1971 г.г. проводились Ленинградской КГЭ. На основе разведанных запасов на северо-восточном участке города построен водозабор «Северный» более подробно см. раздел №3. «Геолого-гидрогеологические условия территории» в проекте ФГУ ПКГЭ регистрационный номер 29-99-64/8.

 

1.3. Гидрогеологические условия месторождения

 

Великолукское месторождение подземных вод, расположенное в пределах городской черты Великих Лук, детально разведано в 1970 году. В 1971 году ГКЗ СССР были утверждены на 25-летний срок эксплуатации запасы подземных вод саргаевско-бурегских отложений (в современной стратиграфической шкале соответствует саргаевско-даугавским отложениям) на трех участках: Юго-восточный, Северо-восточный и Западный. Эксплуатационные запасы утверждены в общем количестве 60 тыс. м³/сут., в том числе по категориям: А – 33,7 и В – 26,3 тыс.м³/сут. Распределение запасов по участкам следующее: Юго-восточный – 38 тыс.м³/сут., в том числе по категориям: А – 22,4 и В – 15,6 тыс.м³/сут.; Северо-восточный – 12 тыс.м³/сут., в том числе по категориям: А - 9 и В – 3 тыс.м³/сут.; Западный – 10 тыс.м³/сут, в том числе по категориям: А – 2,3 и В – 7,7 тыс.м³/сут.

Гидрогеологические условия Великолукского месторождения определяются распространением водоносных горизонтов, приуроченных к девонским отложениям.

С поверхности под покровом преимущественно ледниковых суглинков и глин верхнечетвертичного возраста, мощность которых изменяется от долей метра до 60 м, распространен стипинайский водоносный горизонт (D₃st). Он приурочен к трещиноватым доломитам мощностью до 15 м, залегающим на глубине от 10 до 50 м (абсолютные отметки 85-90 м). Горизонт не имеет сплошного площадного распространения. Уровень подземных вод в зависимости от рельефа поверхности устанавливается на глубине от 35 м до превышения поверхности земли на 19 м. Водообильность доломитов достаточно высокая, удельный дебит скважин составляет 0,5-3,5 л/с.

Подстилает стипинайский водоносный горизонт повсеместно распространенная толща снежских и памушских отложений, представленная преимущественно алевролитами и мергелями с маломощными слоями известняка и песчаника. Общая мощность толщи 50-55 м. На гидрогеологической карте она показана как снежско-памушский относительно водоупорный локально водоносный горизонт (D₃s?-pm). В зависимости от рельефа дочетвертичной поверхности, его кровля залегает на глубине от 30 до 100 м, что отвечает абсолютным отметкам 50-70 м. Подошва горизонта практически повсеместно фиксируется на абсолютной отметке около 30 м. По данным нескольких скважин, вскрывших воду в рассматриваемой толще, пьезометрический уровень превышает поверхность земли на высоту до 10 м. Удельный дебит скважин находится в пределах 0,05-0,1 л/с. Снежско-памушский горизонт служит водоупорной кровлей саргаевско-даугавского водоносного горизонта, при вскрытии которого всегда наблюдается сильное фонтанирование скважин.

Саргаевско-даугавский водоносный горизонт (D₃sr-dg) распространен повсеместно. Глубина его залегания на площади месторождения от 85 до 110 м. Абсолютные отметки кровли в направлении с северо-запада на юго-восток изменяются от 30 до 20 м. Горизонт сложен преимущественно доломитами и известняками с маломощными слоями глин и мергелей. При средней мощности горизонта около 100 м на долю доломитов и известняков приходится около 90 м. В вертикальном разрезе степень трещиноватости и кавернозности карбонатных пород неоднородна. Наиболее трещиноваты и кавернозны доломиты, залегающие в верхней части горизонта и составляющие примерно половину его мощности. Нижняя часть горизонта сложена менее трещиноватыми, часто глинистыми известняками с прослоями глин. На всей территории месторождения саргаевско-даугавский водоносный горизонт содержит напорные воды, пьезометрический уровень которых превышает поверхность земли на 25-55 м. В настоящее время в связи с многолетней эксплуатацией водозабора «Северный» здесь сформировалась депрессионная воронка с понижением уровня в центре на 25 м.

Водоносный горизонт характеризуется высокой, но неравномерной водообильностью. На северо-восточном (ныне водозабор «Северный») на юго-восточном (водозабор Октябрьской ЖД) участках месторождения удельный дебит скважин составляет 3,5-6 л/с, на западном участке удельный дебит скважин существенно ниже – 0,5-1,5 л/с. Фильтрационные параметры горизонта по результатам опытных работ в разведочных скважинах 1969-70 годов характеризуются следующими цифрами:

Северо-восточный участок – водопроводимость 1050-1200 м²/сут., пьезопроводность 5.10⁵-2.10⁶ м²/сут.;

Юго-восточный участок – водопроводимость 1160-1490 м²/сут., пьезопроводность 5.4.10⁵-1.10⁶ м²/сут.;

Западный участок - водопроводимость 209 м²/сут., пьезопроводность 4.10⁶ м²/сут.

При утверждении запасов ГКЗ СССР (протокол № 6407 от 17.12.71г.) по предложению экспертизы были приняты следующие величины водопроводимости: северо-восточный участок 310, юго-восточный 370 и западный 220 м²/сут.

В 2003-04 годах на водозаборе «Северный» во вновь сооруженных скважинах №№2а, 7а и 9а были проведены опытные выпуски воды. По данным наблюдений за восстановлением уровня после выпусков водопроводимость горизонта, определенная графоаналитическим способом составила 1240-1980 м²/сут.

Водоупором, разделяющим саргаевско-даугавский и нижезалегающий арукюласко-швянтойский водоносные горизонты, служит 20-30-метровая пачка алевролитов и глин швянтойского горизонта.

Арукюласко-швянтойский водоносный горизонт (D₂ar-D?v), сложенный по преимуществу слабо сцементированными песчаникам, на территории Великолукского месторождения опробован в верхней его части в 70-е годы прошлого века в 3 скважинах (западный участок, д.Каменка на южном фланге месторождения и в д.Переслегино на северо-западе месторождения). Во всех скважинах пьезометрический уровень вскрытых вод превышал на 0,5-1 м уровень вод саргаевско-даугавского горизонта. Удельный дебит скважин 0.03-0.4 л/с.

1.4. Существующее положение

 

Водозабор «Северный» расположен на северо-восточной окраине г. Великие Луки. На балансе МП «Водоканал» находятся ­17 скважин. Из них эксплуатационных – 5 скважин, на консервации – 3 скважины, подлежащих ликвидации – 9 скважин. В водоохранную зону озера Божно  попадают скважины №№ 9, 11, 10, 9б, 8, 7а, 7.

Эксплуатационные скважины каптируют подземные воды саргаевско-даугавского (бурегского) (D3Sr-br) водоносного комплекса. Глубина скважин 135,0 – 185,0 м. Подземные воды напорные, пьезометрический уровень находится на отметке + 50м выше поверхности земли.

В 2001 году скважины №№ 1, 2, 17, 6, 7, 9, которые принадлежали ОАО «Импульс», были переданы в муниципальную собственность распоряжением администрации города Великие Луки № 1620-р от 29.12.01. Учитывая создавшуюся критическую ситуацию на водозаборе «Северный», МП «Водоканал» с 2001 года приступил к реализации проекта, разработанного ФГУ ПКГЭ г. Санкт-Петербург.

С мая по август 2001 года были пробурены новые скважины 2а, 7а, 9б соответственно 500+500+500 = 1500 м³/час или 36000 м³/сутки.

В декабре 2003 года было проведено техническое обследование скважин Великолукского водозабора «Северный» см. Акт от 15.12.2003года. С 2003 по январь 2004 года за счет различных источников финансирования  были выполнены реконструкция скважин №№ 4, 8, 10. Было установлено, что при проведении работ по реконструкции скважин №№ 4, 8, 10 значительно уменьшается дебит скважин.

Производительность водозаборных сооружений составляет по действующим скважинам 1а, 2а, 7а, 9б, 11, 8, 4, 10 (450+500+500+500+475+127+90+140)=2 782 м³/час или 66 768 м³/сутки.

В связи с консервацией скважин №№ 4, 8, 10 фактическая производительность водозабора составляет – 2425 м³/час или 58200 м³/сутки.

Принимая во внимание, что в 2006-2010 годах планируется провести реконструкцию водоочистительных сооружений из подземных источников с доведением до 50000 м³/сутки переработки неочищенной воды, т.е. водозаборные сооружения уже удовлетворяют потребность добываемой воды для нужд города.

1.5. Геофизические исследования.

 

В 2001 году были проведены геофизические изыскания скважин 1, 2, 3, 5, 6, 6а, 7, 9, 17 (см. сводную таблицу № 1). 

По всем скважинам наблюдается износ обсадных труб от 85 до 95%. На 29.09.2000г. фактическая производительность водозаборных сооружений составила (скважины №№ 1, 3, 2, 5, 9, 6^а, 17) соответственно (150, 130, 130, 330, 150, 267) = 1157 м³/час х 24 часа = 27 768 м³/сутки. По скважинам №№ 6, 7, 9 (с грифонами) ориентировочный суммарный дебит самоизлива составляет 450 м³/сут.

В связи с плохим техническим состоянием обсадных труб скважин №№ 1, 2, 3, 5, 6, 6а, 7, 9, 17 МП «Водоканал» было принято решение выполнить ликвидационный тампонаж см. Протокол технического совещания от 20.12.2003 года.

Для ликвидации самоизливающихся и вышедших из строя скважин необходимо выполнить работы по их ликвидационному тампонажу и  рекультивации земель водоохранных зон ликвидируемых скважин.

         В данном проекте учтены замечания и рекомендации по Заключению № 154 от 12.04.2001 г. Экспертной комиссии государственной экологической экспертизы, и  Протокола технического совещания от  08 февраля 2006г. «Рассмотрение экспертных заключений на утверждаемую часть рабочего проекта «Реконструкция водозабора «Северный» МП «Водоканал» г. Великие Луки Псковской обл. «Ликвидация самоизливов подземных вод». Том 3.» (Приложение 1). Проектом предусматривается проведение геофизических исследований скважин перед началом работ. В состав комплекса геофизических работ входит: ?-каротаж, кавернометрия, расходометрия.

2. Технологические и технические решения по ликвидации скважин водозабора «Северный» МП «Водоканал» г. Великие Луки

Настоящим проектом предусматривается ликвидационный тампонаж  скважин № 1, 2, 5, 6, 6^а, 7, 9, 17.  

Работы запроектированы в соответствии с  «Инструкцией о порядке ликвидации, консервации скважин и оборудовании их устьев и стволов»  РД 08-492-02, утвержденной Постановлением Госгортехнадзора РФ № 22 от 22.05.2002г. В соответствии с «Инструкцией» скважины, подлежащие ликвидации на водозаборе «Северный», отнесены к IV категории, т.е. скважины, ликвидируемые по технологическим, экологическим и другим причинам (IV-а) – скважины, законченные строительством и непригодные к эксплуатации, из-за несоответствия прочностных и коррозионных характеристик эксплуатационной колонны фактическим условиям).

Технологические и технические решения разработаны в соответствии с:

1. «Правила ликвидационного тампонажа буровых скважин различного назначения, засыпки горных выработок и заброшенных колодцев для предотвращения загрязнения и истощения подземных вод».  Министерство Геологии СССР - Москва, 1968.
2. «Временная инструкция по проведению ликвидационного тампонирования геологоразведочных скважин». Комитет Российской Федерации по геологии и использованию недр- Санкт-Петербург, 1993.
3. «Новые технологии и технические средства для сооружения и ликвидации гидрогеологических скважин». Министерство природных ресурсов Российской Федерации - Москва, 1999.

Решение задачи устойчивости цементных мостов для надежного разобщения горизонтов отражено в кандидатской диссертации, защищенной ГИПом Цыгельнюк Е.Ю. в 2001 г.

 

2.1. Общие положения и основные задачи ликвидационного тампонирования.

 

Ликвидация скважин – это комплекс мероприятий, направленных на восстановление нарушенного в процессе производства буровых работ и эксплуатации естественного состояния земельных участков и горных пород с целью охраны недр и окружающей среды.

Все скважины, выполнившие свое назначение и вышедшие из строя по техническим и другим причинам, подлежат ликвидации, т.е. заполнению ствола скважин водонепроницаемым материалом с целью предотвращения обводнения месторождений полезных ископаемых, защиты водоносных горизонтов от загрязнения и смешения подземных вод, сохранения гидрогеологических условий данного региона.

Самоизливающиеся скважины наносят большой ущерб окружающей среде, нарушая природный ландшафт территории, изменяя режим поверхностных и подземных вод, загрязняя водные бассейны, выводя из хозяйственного оборота плодородные земли, оказывая техногенное воздействие на фундаменты строительных сооружений.

Основные задачи ликвидационного тампонирования:

• восстановление водоупоров путем установки в них тампонажных мостов;
• восстановление естественного состояния пород водоносных горизонтов путем заполнения их интервалов фильтрующим материалом.

 

2.2. Описание технического состояния скважин водозабора «Северный», подлежащих ликвидационному тампонированию.

 

Согласно данным Акта обследования скважин водозабора «Северный» г. Великие Луки  аварийными признаны скважины №№ 1, 2, 3, 5, 6, 6^а, 7, 9, 17.

Согласно паспортам (Приложение 2) скважин все они были пробурены в 1970-1976 г.г, их эксплуатационные колонны и затрубная цементация в течение долгого времени подвергалась воздействию подземных агрессивных вод с высоким содержанием сероводорода (5-12мг/дм³). Вследствие коррозионного воздействия металл эксплуатационных колонн и цементный камень пришли в негодность. Глубина скважин, согласно Паспортам, 185 м, интервал залегания водоносного горизонта 85-185 м, пластовое давление до 5 МПа, коэффициент проницаемости водовмещающих пород 4,8х10^-12 м2, среднее раскрытие трещин 0,2-0,3 мм, максимально возможное раскрытие трещин и пустот 0,1 м. В скважинах 6 и 7 наблюдаются грифоны, в скважине 9 – водопроявления из затрубного пространства.

Для проектирования работ по ликвидационному тампонированию, скважины, подлежащие ликвидации разбиты на 2 группы:

I группа – скважины с неконтролируемым самоизливом (грифоном и изливом по затрубному пространству) №№  6, 7, 9;

II группа – скважины с контролируемым самоизливом №№  1, 2, 5, 6^а, 17.

Руководством МП «Водоканал» г. Великие Луки принято решение по ликвидации вышеуказанных скважин.

 

2.3. Техническое состояние и технологическая схема ликвидационного тампонирования скважин I группы: №№ 6,7,9.

        

         Скважина № 6 (фото) пробурена в 1976 г. В систему водозабора не была включена по причине аварийности из-за нарушения технологии бурения и цементирования обсадной колонны. Через год после заглушки устья скважины образовался грифон. Ориентировочный дебит самоизлива из грифона составляет 150 м3/сут. Устье скважины не оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям (Приложение 3) получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 6. Фактическая глубина скважины 190 м., обсадная колонна диаметром 325 мм посажена до глубины 60 м. Разрывы колонны со смещением в интервалах глубин 25-50 метров. Открытый ствол частично покрыт цементной коркой (при попытке ликвидации скважины). На расстоянии порядка 2 м от устья скважины имеется грифон, устье грифона размером 15х20 см.

Скважина № 7 (фото) пробурена в 1976 г. В систему водозабора не была включена. После заглушки устья скважины образовался грифон на расстоянии 100м от устья. Ориентировочный дебит самоизлива из грифона составляет 150 м3/сут. Устье скважины оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 7. Фактическая глубина скважины 110 м (далее ствол завален), обсадная колонна диаметром 325 мм посажена до глубины 76 м. Разрывы колонны в интервалах глубин  27-32 и 39-47 метров. Башмак колонны в интервале переслаивания аргиллитов и песчаников. Далее открытый ствол, размыт от 230 до 430 мм. На расстоянии порядка 100 м от устья скважины имеется грифон, устье грифона размером 10х15 см.

Скважина № 9 (фото) пробурена в 1976 г. Фактический дебит 150 м3/ч. Устье скважины оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 9. Фактическая глубина скважины 72 м, далее ствол завален, обсадная колонна диаметром 325 мм разрушена вследствие коррозии. Разрывы колонны со смещением в интервалах глубин 19-30 и 45-53 метра. Самоизлив по трубе и затрубному пространству.

С целью выяснения природы зарождения неконтролируемых водопроявлений из заколонного пространства скважин (нижний сарагаевско-даугавский горизонт или верхний стипинайский горизонт) выполнено   гидрохимическое опробование скважин №№ 6,7,9,2 (отбор проб воды из грифонов и заколонного пространства). Полученные данные (ПРОТОКОЛ № 25 от 15.02.2006г. Приложение 4) свидетельствуют об отсутствии влияния верхнего стипинайского горизонта на образование грифонов и водопроявлений из заколонного пространства скважин.

Для проведения ликвидационных работ по скважинам I группы предусматривается следующий комплекс мероприятий.

1. Определение места зарождения грифона (неконтролируемого излива).
2. Ликвидация грифона (неконтролируемого излива).
3. Создание репрессии на водоносный пласт.
4. Чистка скважины до кровли водоносного горизонта (скв. № 9)
5. Восстановление естественного состояния водовмещающего горизонта (скв. № 6,7).
6. Восстановление водоупора нижнего саргаевско-даугавского водоносного горизонта.
7. Цементирование тела скважины. 

 

2.4. Определение места образования грифона и затрубных перетоков и мероприятия по их ликвидации.

        

Проведение работ по ликвидационному тампонированию осложнено наличием зоны разгрузки водоносного горизонта, т.е. наличием грифона (затрубных перетоков скв.№9), поэтому на первом этапе ликвидационных работ необходимо исключить его негативное воздействие. Для этого, прежде всего, требуется определить место его зарождения. Возможны два варианта: место зарождения грифона расположено в районе башмака обсадной колонны, либо в теле обсадной колонны, а именно в местах разрывов труб.

         Для определения места образования грифона предлагается следующий технологический прием. В районе башмака колонны устанавливается пакерующее устройство, и после его установки производится визуальная оценка состояния грифона. Факт того, что самоизлив из грифона (затрубный излив) не прекратился, свидетельствует о его происхождении в районе башмака обсадной колонны.

         В зависимости от результатов определения места зарождения грифона (затрубного излива) выбирается способ его устранения.

         Для ликвидации грифона применяется специальная тампонажная смесь ЛП,  коэффициент водопоглощения которой достигает 50 единиц, т.е. 1 тн. смеси, в зависимости от жесткости воды, способна, при контакте с водой,  увеличиться в объеме до 50 раз. Образовавшаяся гигроскопичная масса, попадая в трещины и пустоты, кольматирует их, препятствуя движению воды.  Смесь для устранения грифона экологически безопасна и допущена к применению на территории РФ (Приложение 5).

         Технология ликвидации грифона (затрубного излива). В районе места зарождения грифона устанавливается съемный гидравлический пакер и по колонне бурильных труб нагнетается расчетное количество тампонажной смеси (рис.1). Тампонажная смесь восходящим потоком пластовой жидкости увлекается в тело грифона и при контакте с водой, увеличиваясь в объеме, кольматирует трещину, его образующую. Объем тампонажной смеси зависит от величины и протяженности грифона, а так как профиль его неизвестен, следует принять соответствующие допущения при расчете объема смеси.

         После ликвидации грифона и составления Акта, подтверждающего его устранение, работы по ликвидационному тампонажу скважин I группы продолжаются в соответствии с  п. п. 2..6. – 2.10 (рис.2, 3, 4).

 

2.5. Техническое состояние и технологическая схема ликвидационного тампонирования скважин II группы: №№ 1, 2, 5, 6а, 9, 17.

 

Скважина № 1 (фото) пробурена в 1976 г. В систему водозабора была включена до 1983 г. Находится в зоне жилой застройки. Фактический дебит составляет 200 м3/ч. Устье скважины оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 1. Фактическая глубина скважины 89 м., далее ствол завален, обсадная колонна диаметром 325 мм посажена до глубины 84,7 м. Разрывов колонны нет. С 84,7 до 89 м открытый ствол в карбонатных породах (известняк), размыта каверна диаметром 400 мм.

Скважина № 2 (фото) пробурена в 1976 г. В систему водозабора была включена до 1983 года. Фактический дебит 150 м3/ч. Наблюдается интенсивный периодический вынос глинистого материала через колонну обсадных труб. Устье скважины оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 2. Фактическая глубина скважины 110 м, далее ствол завален, обсадная колонна диаметром 325 мм посажена до глубины 85 м. Разрывов колонны нет. Башмак колонны в интервале переслаивания аргиллитов и песчаников. Далее открытый ствол, размыт от 230 до 400 мм.

Скважина № 5 (фото) пробурена в 1976 г. Фактический дебит 330 м3/ч. Устье скважины оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 5. Фактическая глубина скважины 118 м, далее ствол завален, обсадная колонна диаметром 325 мм посажена до глубины 78 м. Разрывов колонны нет. Башмак колонны в глинах, цементное кольцо частично разрушено. Открытый ствол кавернозный, изменение диаметров от 210 до 360-400 мм.

Скважина № 6^а (фото) пробурена в 1980 г. с целью ликвидации скважины № 6. Фактический дебит 130 м3/ч. Устье скважины оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 6^а. Фактическая глубина скважины 100 м, далее ствол завален, обсадная колонна диаметром 325 мм посажена до глубины 85 м. Разрывы в местах соединений труб, интервалы 27-28, 46-47, 75-76 метров. Башмак колонны в мергелях. Открытый ствол кавернозный, изменение диаметров от 290 до 310 мм.

Скважина № 17 (фото) пробурена в 1970 г. Фактический дебит 267 м3/ч. Устье скважины оборудовано оголовком.

Согласно геофизическим исследованиям получены следующие данные по техническому состоянию скважины № 17. Фактическая глубина скважины 115 м, далее ствол завален, обсадная колонна диаметром 325 мм посажена до глубины 58,5 м., далее впотай посажена 168 колонна до глубины 80 м. Разрывов колонны нет. Башмак колонны в глинах. Открытый ствол диаметром 96 мм.

 

Для проведения ликвидационных работ по скважинам II группы предусматривается следующий комплекс мероприятий (рис. 5, 7, 8).

1. Создание репрессии на водоносный пласт.
2. Восстановление естественного состояния водовмещающего горизонта.
3. Восстановление водоупора.
4. Цементирование тела скважины. 

2.6. Создание репрессии на водоносный горизонт.

 

Для устранения водопроявлений и самоизлива из скважины необходимо создание репрессии (противодавления) промывочной жидкости на водоносный пласт (рис.2, 5). Величина гидростатического давления столба промывочной жидкости должна быть больше пластового давления. Это достигается регулированием параметра плотности раствора. Однако плотность раствора не должна быть слишком значительной, так как это создаст условия для интенсивного поступления раствора в поры и трещины пласта и водоупора и вызовет его гидроразрыв.

Таким образом, плотность раствора должна отвечать следующему условию:

,

где - плотность раствора, г/см3;

- глубина залегания пласта, м;

- коэффициенты запаса,

Для ликвидации водопроявления на устье скважины и беспрепятственного проведения ремонтных работ необходимо закачать в скважину утяжеленный баритово-глинистый раствор, удельный вес которого рассчитывается по формуле:

,

где - плотность утяжеленного раствора, г/см3;

 – пластовое давление водоносного горизонта, кг/см2;

– глубина скважины, м.

Пластовое давление определяется по формуле:

 

где  - плотность воды ,г/см3;

– пьезометрический уровень воды в скважине, м.

Плотность раствора, препятствующего поступлению воды из пласта:

 

Раствор заданной плотности закачивается в скважину (рис.2, 5) под давлением, превышающим пластовое. Для создания требуемой вязкости раствора вводим разжижающий реагент «Комета-Метеор»017, реагент экологически безопасен и допущен к применению на территории РФ (Приложение 6).

Здесь необходимо отметить, что качество ликвидационного тампонирования напрямую зависит от установления контроля над самоизливом из скважины.

2.7. Восстановление естественного состояния водовмещающего горизонта и водоупора

        

По завершении работ по созданию противодавления на пласт производится чистка скважин до кровли водоносного горизонта (при необходимости на основании геофизических данных).

Для восстановления естественного состояния водовмещающего горизонта и водоупора предлагаются следующие технологические мероприятия:

- восстановление естественного состояния водовмещающих пород  водоносного горизонта (интервал 90-190м, в зависимости от геофизических данных) путем заполнения интервала пульпой, содержащей песчано-гравийную фракцию, моделируя тем самым естественную пористость и трещиноватость пород водоносного горизонта;

- восстановление верхнего водоупора (интервал 90-75м, в зависимости от геофизических данных) с помощью установки цементного моста из специальных цементов, устойчивых к воздействию агрессивных вод.

Во избежание бактериологического и химического загрязнения водоносного горизонта, песчано-гравийная пульпа обрабатывается раствором хлорной извести из расчета 125мг активного хлора на 1 л. воды.

Так как изоляционные перемычки (мосты) наиболее подвержены воздействию пластового давления и агрессии минерализованных пластовых вод, необходимо решение задачи по устойчивости моста в заданном интервале, с учетом влияющих на него факторов.

 

2.8. Вывод математической зависимости для определения потребной длины изоляционного моста.

 

Основным условием надежного разобщения водоносных горизонтов в пробуренных скважинах является устойчивость создаваемых изоляционных перемычек (мостов), определяемая как параметрами и условиями установки мостов, так и характеристиками используемых для этих целей тампонажных материалов.

Одной из перспективных технологических схем ликвидации высоконапорных самоизливающихся гидрогеологических скважин можно считать установку моста выше напорного горизонта. В этом случае решение задачи об  устойчивости моста сводится к определению касательных напряжений на границе «цементный камень - горная порода», зависящих от следующих факторов: давления пластовых флюидов; прочности тампонажного камня; диаметра скважины; протяженности моста; глубины его установки; трещиноватости и пористости пород; чистоты поверхности стенок скважины; гидростатического давления над мостом.

С учетом нагрузок, действующих на изоляционную перемычку (рис.6) уравнение равновесия запишем в следующей постановке:

,

где  - касательные напряжения на контакте моста с горной породой, Па;

D – средний диаметр скважины в интервале установки моста, м;

l – высота моста, м;

- собственный вес моста, Н;

- пластовое давление, Па;

- гидростатическое давление жидкости над мостом, Па.

         Тогда условие прочности при сдвиге представим в виде:

,

где h – глубина установки моста, м;

- плотность цементного камня, кг/м3;

- плотность бурового раствора, кг/м3;

- допускаемые касательные напряжения при сдвиге, Па;

g – ускорение свободного падения, м/с2.

         Касательные напряжения на контакте с горными породами в общем случае можно охарактеризовать:

,

где - контактные напряжения, вызываемые силами физико-химического взаимодействия тампонажного материала с горной породой (адгезионные силы сцепления), Па;

- напряжения, обусловленные механическим зацеплением затвердевшего цементного камня с горной породой.

         При этом количественная характеристика адгезионных сил сцепления () прямо пропорциональна чистоте поверхности стенок скважины в интервале установки моста и соответственно может быть выражена через поправочный коэффициент (), тогда:

.

Так же очевидно, что величина механического зацепления () напрямую зависит от пористости и трещиноватости пород и может быть оценена через коэффициент пустотности массива :

,

где - предел прочности при сдвиге, МПа.

         Таким образом, с учетом этих факторов:

.

Тогда, исходя из условия прочности, с учетом вышеизложенного получим решение задачи по определению потребной длины разделительного моста для перекрытия напорного горизонта:

.

Решая уравнение относительно получим:

 

Время на ОЗЦ зависит от интенсивности набора прочностных адгезионных характеристик тампонажного камня.

После времени на ОЗЦ для исследования физико-механических свойств тампонажного камня (пористости, проницаемости, прочности) отбираются пробы верхнего интервала цементного моста. С этой целью производится бурение диаметром 76 мм по телу цементного моста на глубину 1м. Исследования физико-механических свойств тампонажного камня производятся по ГОСТ 310-60, ГОСТ 8905-67.

Технологическая схема восстановления водоупора путем установки моста для скважин I и II группы представлена на рис. 3,7.

2.9. Выбор материалов для создания изоляционных перемычек (мостов) и ликвидационного тампонирования скважин

 

Основные требования к тампонажным материалам:

• невысокая вязкость;
• хорошая прокачиваемость с целью предупреждения гидравлических разрывов водоупоров при закачивании и нарушения изоляции водоносных горизонтов;
• быстрый набор пластической прочности после закачивания, во избежание интенсивного разубоживания;
• высокая механическая прочность камня;
• высокая коррозионная стойкость против агрессивных вод;
• низкий показатель фильтрации, предупреждающий потерю текучести тампонажного раствора при его прокачивании;
• седиментационная устойчивость;
• хорошие адгезионные свойства на контакте с горной породой и металлом;
• минимальная водогазопроницаемость;
• совместимость с различными химическими реагентами, использующимися для повышения качества изоляционных работ.

Все тампонажные материалы и реагенты должны пройти санитарно-гигиеническую оценку и иметь качественные характеристики по следующим параметрам:

• влияние на органолептические свойства контактирующих с ними пластовых вод;
• качественный и количественный состав веществ, выделяющихся из тампонажных материалов, их биологическая активность и устойчивость;
• рекомендации по исключению или уменьшению загрязнения пластовых вод.

Результатом такой оценки является официально утвержденное Санитарно-эпидемиологическое заключение Государственной Санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации.

Исходя из вышеизложенных требований, данных табл. 2 и Протокола исследований воды № 107 (Приложение 7) для создания изоляционных перемычек выбираем шлакопесчаный цемент (ТУ 39-9-27-71). Для заполнения тела скважины – тампонажный портландцемент по ГОСТ 1581-85.

Таблица 2 .

Области применения цементов различных типов

 

 

Для обеспечения требований, предъявляемых к тампонажным материалам, улучшения качества тампонирования, а также повышения физико-механических свойств тампонажного камня в качестве модифицирующей добавки выбираем пластификатор «Конкрепол».

Для большинства смесей на основе цементов водоцементное отношение, обеспечивающее прокачиваемость раствора, составляет не менее 0,5, при этом растекаемость по конусу АзНИИ должна быть не менее 17-18 см.

В практике ведения изоляционных работ показатель водоцементного отношения (для повышения текучести раствора) доводят от 0,5 до 0,7 а иногда и более. При этом повышается пористость цементного камня, и, как следствие, снижаются его прочностные характеристики. Резервом повышения прочности является использование водоцементного отношения в интервале от 0,35 до 0,5. Однако, при снижении В/Ц, естественно, резко снижается подвижность (прокачиваемость) цементной смеси.

Исходя из вышеизложенного, выбираем эффективный разжижитель и пластификатор бетоно-цементных  суспензий на основе минеральных вяжущих веществ, позволяющий решить эти проблемы комплексно.

Реагент «Конкрепол», представляет собой водополимерную систему поли-N-виниламида с концентрацией основного вещества 10-35 %. «Конкрепол» - полупрозрачная жидкость, с растворимостью в воде 100%. Он устойчив к солям поливалентных металлов, минерализованным водам, и повышенной температуре (до 120°С). При этом добавка реагента составляет 0,8 % от массы цемента (8 кг на тонну цемента),  при содержании дисперсионной среды (воды) в суспензии около 45%.

Результаты исследования реагента «Конкрепол» показывают, что подвижность цементной смеси можно сохранить в нужных пределах при низких значениях В/Ц (0,45) путем введения в состав суспензии реагента-пластификатора.

Результаты исследований физико-механических свойств цементной композиции с добавками реагента «Конкрепол» показывают:

• повышение прочности цементного камня при изгибе более чем на 50%;
• при сжатии - более чем на 100%;
• адгезия с металлом возрастает в 13 раз, по сравнению с базовым материалом;
• пластическая прочность нарастает медленно в течение 2,5 часов, а затем резко увеличивается;
• растекаемость раствора по конусу АзНИИ (при В/Ц = 0,45) составляет 17-19.

Технологический процесс приготовления цементной смеси не изменяется – реагент вводится в воду затворения.

«Конкрепол» экологически безопасен (Приложение 8) и допущен к применению на территории РФ. Выпускается в соответствии с ТУ 9365-001-13802623-2003.

 

 

 

2.10. Цементирование тела скважины.

 

         Завершающим этапом ликвидационных работ является заполнение тела скважины и тела грифона, цементным раствором. Для этого, в интервал выше изоляционной перемычки (после времени на ОЗЦ моста и отбора проб цементного камня), под давлением закачивается цементный раствор расчетной плотности, учитывающей условие устойчивости цементного камня моста. Расчет производится исходя из условия прочности и устойчивости моста:

 

Технологическая схема заключительного этапа ликвидации скважин I и II группы представлена на рис. 4,8.

 

2.11.  Расчет потребного количества тампонажных материалов и реагентов

 

2.11.1. Расчет объема тампонажной смеси для ликвидации грифона.

Так как профиль и протяженность грифона неизвестны, для расчетов примем соответствующие допущения и поправочный коэффициент запаса.

Исходные данные для расчетов:

устье грифона 15х20 см, протяженность приблизительно 60 м.(скв. № 6); устье грифона 15х20 см, протяженность приблизительно 100 м (скв. № 7);

площадь кольца затрубного излива по скважине № 9 равна 0,13м2

Объем смеси для ликвидации грифона рассчитывается по формуле:

,

где - объем тампонажной смеси, м³;

- расчетный объем грифона, м³;

- поправочный коэффициент, учитывающий нелинейность тела грифона, k =5.

- скважина № 6

- скважина № 7

- скважина № 9

 

Объем смеси для ликвидации 2-х грифонов 22 м³, учитывая плотность тампонажной смеси равную 1,6 г/см³, требуемый объем составит 35,2 тн.

 

2.11.2. Расчет материалов утяжеленного раствора для создания противодавления на пласт.

 

Объем глино-баритового раствора необходимого для заполнения скважины:

,

где - внутренний диаметр обсадной колонны, D=300 мм;

l_ок – длина обсадной колонны, l_с =60м;

- диаметр скважины, D=210 мм;

l_скв – глубина скважины, l_скв =190м;

k_р - коэффициент разработки ствола скважины, k_р=1,2.

 

Для приготовления 1 м³ исходного глинистого раствора заданной плотности:

 

где  - количество глинопорошка, идущего на приготовление 1 м3 глинистого раствора, т;

- заданная плотность глинистого раствора, =1,1 т/м3

- плотность глинопорошка, =1,6 т/м3;

 - плотность воды.

Необходимое количество утяжелителя для создания раствора требуемой плотности:

,

где  - количество барита, идущего на утяжеление 1 м3 глинистого раствора, т;

- удельный вес утяжелителя, = 4 т/м3;

- требуемая плотность баритового раствора, =1,7 т/м3

- плотность исходного глинистого раствора, =1,1 т/м3;

В соответствии с расчетными данными необходимое количество материалов для приготовления утяжеленного раствора в объеме 10 м³:

глинопорошок – 3 т;

баритовый утяжелитель – 10 т.

Для обеспечения заданных свойств утяжеленного раствора (низкой вязкости и седиментационной устойчивости) необходимо введение полимерного модификатора, а именно реагента «Комета-Метеор 017» в количестве 4% от объема раствора, т.е. 400 кг. Реагент экологически безопасен и допущен к применению на территории РФ.

Требуемый объем утяжеленного раствора равен 2 объемам скважины. т.е. на одну скважину потребуется 20 м3 раствора.

Объем материалов на 8 ликвидируемых скважин составит:

глинопорошок – 48 т;

баритовый утяжелитель – 160 т.

реагент «Комета-Метеор 017» - 6,4 т.

 

2.11.3. Расчет материалов цементной смеси для изоляционных мостов.

Необходимое количество сухого цемента для приготовления 1 м³ цементного раствора с водоцементным отношением В/Ц=0,5:

,

где - соответственно плотность цемента и воды.

Объем  смеси для создания цементного моста протяженностью 10 м.

 

где - диаметр скважины в интервале установки моста, с учетом кавернозности, D=630 мм;

l – общая протяженность моста, м;

k_р - коэффициент разработки ствола скважины, k_р=1,2.

Для модификации цементной смеси используем пластификатор «Конкрепол» в количестве 0,8% от массы вяжущего, т.е. 35 кг на один мост.

Объем материалов на 8 ликвидируемых скважин составит с учетом поправок на кавернозность скважин:

шлакопесчаный цемент – 32,2 тн;

реагент «Конкрепол» - 280 кг.

 

2.11.4. Расчет объема смеси песчано-гравийной пульпы для восстановления естественного состояния водовмещающих пород.

 

Для заполнения интервалов водовмещающих пород используем песчано-гравийную смесь с крупностью гравия не более 20 мм. в объеме:

 

где - диаметр скважины в интервалах водовмещающих пород;

l – протяженность интервала водовмещающих пород на одной скважине.

Во избежание бактериологического и химического загрязнения водоносного горизонта, песчано-гравийная пульпа обрабатывается раствором хлорной извести из расчета 125мг активного хлора на 1 л. воды.

Объем материалов на 8 ликвидируемых скважин составит:

песчано-гравийная пульпа – 47,8 тн;

хлорная известь – 65 кг.

2.11.5. Расчет материалов тампонажной смеси для цементирования тела скважины.

 

Необходимое количество сухого цемента для приготовления 1 м³ цементного раствора с водоцементным отношением В/Ц=0,5:

,

где - соответственно плотность цемента и воды.

Объем  смеси для цементирования тела скважины:

 

где - диаметр скважины в интервале 60-75м, D=263 мм;

l_с – протяженность интервала, l_с =15м;

k_р - коэффициент разработки ствола скважины с учетом каверн, k_р=3,4

- внутренний диаметр обсадной колонны, D=300 мм;

l_ок – длина обсадной колонны, l_с =60м;

- диаметр грифона, D=180 мм;

l_гр – протяженность грифона, l_гр =60м;

k – поправочный коэффициент, учитывающий нелинейность грифона k=5.

Для модификации цементной смеси используем пластификатор «Конкрепол» в количестве 0,8% от массы вяжущего.

Объем материалов на 8 ликвидируемых скважин составит:

цемент тампонажный – 93,4 тн;

реагент «Конкрепол» - 820 кг.

Данные потребности в материалах и реагентах для ликвидационного тампонирования скважин сведены в табл. 3

 

3.   Порядок организации работ по ликвидации скважин.

 

Комплекс проектируемых работ для решения задач ликвидационного тампонирования скважин включает в себя подготовительные строительно-монтажные работы, буровые работы по ликвидационному тампонированию и рекультивацию земель.  

 

3.1. Характеристика условий работ.

 

Площадки ограждения зон санитарной охраны павильонов-площадок подъездных дорог скважин №№ 1, 2, 5, 6, 6а, 7, 9, 17 расположены на территории существующего водозабора в северо-восточной части города Великие Луки.

По инженерно-геологическим условиям площадки вокруг ликвидируемых скважин относительно ровные местами заболочены, почвенно-растительный слой 5-10 см, суглинки местами глинистые. Грунтовые воды местами на поверхности. Вокруг скважины № 6 местность заболочена. На остальных скважинах насыпаны искусственные земляные холмы высотой до 5 м. Для подъезда к скважинам имеется центральная подъездная дорога, с которой имеются подъезды к ликвидируемым и вновь построенным скважинам водозабора.

Размещение зон санитарной охраны, павильонов площадок, проездов, а так же расположение оборудования указаны на Стройгенплане (Приложение 9).

 

3.2. Методы производства подготовительных строительно-монтажных работ

 

В целях обеспечения планомерного развертывания и осуществления строительно-монтажных работ в начале ликвидации скважин необходимо выполнить организационно техническую подготовку в соответствии СНиП 3.01-01.-85* Организация строительного производства.

Работы по ликвидационному тампонажу скважин  ведутся с планировочных  отметок в соответствии с календарным графиком строительства.

До начала буровых работ выполняются следующие работы.

- Демонтируются существующие павильоны на скважинах №№ 1, 2, 5,  9, 17, вывозится лишний грунт, выполняются планировочные работы.

- Демонтируются существующие ограждения, ж/бетонные колодцы, устраиваются временные подъезды для бурового оборудования.

- Вокруг скважины № 6 (возможны промоины) выполняется отсыпка щебнем высотой не менее 50 см,   на отсыпку укладываются ж/б плиты.

- Устраиваются временные подъезды и площадки для размещения бурового оборудования. Общая площадь подъездов и площадок  ­­­­____м^2.

- Временные подъезды и площадки оборудуются из дорожных железобетонных плит. Ограждение территории осуществляется временными инвентарными щитами.

- Излишний грунт отвозится в отвал на расстояние до 1 км. Строительная площадка обеспечивается водой от существующих сетей водопровода сырой воды. Работы по обеспечению площадок водой МП «Водоканал» выполняет собственными силами.

- Размещаются временные склады суточного хранения реагентов.

- Для буровых растворов готовятся отстойники размером 4 х 5 метров, глубиной до 2м, размещается необходимое технологическое оборудование (рис. 9). Обеспечение электроэнергией площадки ликвидации скважин МП «Водоканал» осуществляется собственными силами.

- Работы по ликвидационному тампонажу ведутся круглосуточно с небольшими технологическими перерывами, в ночное время строительная площадка освещается прожекторами, установленными непосредственно на буровом агрегате и площадке строительства.

- Разработка грунтов на площадках  выполняется экскаватором. Прямая лопата с ковшом ёмкостью 0,65 м³ с погрузкой в а/с и отвозкой во временный резерв до 1 км.

- Разработку котлованов для отстойников на площадках выполняют экскаватором  - обратная лопата с ковшом ёмкостью 0,63 м³ с погрузкой в а/с и отвозкой в резерв на расстояние 1км. Доработка дна котлованов производится вручную. Недостающий песчаный грунт,  необходимый для обратной засыпки планировочных работ завозится из резерва с расстояния 1 км и карьера расстояние 25 км.

- Планировочные работы выполняются бульдозером 180 л.с. слоями 15-20 см.

- Земляные работы выполняются в соответствии со СНиП 3.02.01-87. 3.05.04-85* и СНиП III-4-80*.

 

3.3.      Планировочные работы и демонтаж павильонов

 

На скважинах № 1, 2, 5, 7, 9, 17 выполняются планировочные работы по разбору земляных холмов, закрывающих устье скважин. Работы выполняются экскаватором. Прямая лопата с ковшом ёмкостью 0,65 м³ с погрузкой в а/с и отвозкой во временный резерв до 1 км.

Щебенку для посыпки для строительства временных площадок и подъездов доставляют в автомобилях самосвал грузоподъемностью 8 тонн и разгружаются на подготовленную поверхность. Выравнивание щебеночной подготовки осуществляют специальным грейдером, уплотнение – катком.

Железобетонные плиты для устройства временных площадок для буровой и временных подъездных дорог доставляют автомобилями  грузоподъемностью 8т непосредственно в зону укладки, плиты укладываются автомобильным краном грузоподъемностью 16т типа КС-4561 со стрелой 14 м.

Демонтаж ж/б конструкций выполняется автомобильным краном грузоподъемностью 16т типа КС-4561 со стрелой 14 м.

 

3.4.      Буровые ликвидационные работы.

 

Проектируются буровые ликвидационные работы по девяти скважинам. Паспортная глубина скважин 185м. По данным геофизических исследований глубина скважин колеблется, что объясняется завалом их ствола по причине долговременной эксплуатации. Поэтому проектом предусмотрена чистка ствола до проектной паспортной глубины.

Буровые работы ведутся самоходной буровой установкой роторного типа УРБ-3А3. В соответствии с ССН-3, т.5 применительно к выбранному классу буровых установок работы относятся к третьей группе с номинальной глубиной 200 м. Бурение ведется с промывкой утяжеленным баритово-глинистым раствором. Для бурения и нагнетания тампонажной смеси и песчано-гравийной пульпы проектируется использование трех буровых грязевых насосов типа НБ-125 (техническая характеристика насоса НБ-125 прилагается). Для приготовления утяжеленного и цементного растворов используется глиномешалки типа МГ-4М или ГКЛ-2МА.

3.5.      Строительство временных  зданий и сооружений, технологически связанных с буровыми ликвидационными работами.

 

Отстойники для буровых растворов.

Для буровых растворов готовятся два отстойника размером 4 х 5 метров, глубиной до 2м.

Каркас навесно-обшивной

Проектом предусматривается строительство одного навеса каркасно-обшивного для хранения реагентов (глины, барита, цемента, смеси, реагентов)  площадью 20м2.

Склад ГСМ.

Проектом предусматривается наличие емкости объемом 0,8м3 для сбора отходов ГСМ.

 

3.6.      Строительство временных  зданий и сооружений, технологически не связанных с буровыми ликвидационными работами.

 

Размещение буровых бригад.

Для размещения буровой бригады проектом предусмотрено наличие на площадке передвижного вагон-дома.

Сооружение помойных ям.

Для сбора бытовых отходов предусматривается наличие емкости объемом 1м3 для сбора мусора и бытовых отходов.

Туалет на одно очко.

Предусматривается наличие пластиковой будки - биотуалета на одно очко.

 

 

3.7.      Монтаж – демонтаж и перемещение буровой установки на 1 км.

 

В соответствии с количеством ликвидируемых скважин будет выполнено 8 монтажей-демонтажей буровой установки, с перемещением на расстояние до 1км.

3.8.      Обустройство устьев ликвидированных скважин.

 

По окончании ликвидационного тампонирования ствола скважин в соответствии с «Инструкцией…» производится ликвидация её устья в следующем порядке:

•  на устье скважины проходится шурф глубиной 1,0 м и сечением 1,0х1,0 м;
• при наличии обсадной колонны верхняя труба срезается на 0,8 м от поверхности земли, на трубу одевается и приваривается металлическая заглушка, на которой указывается номер скважины, её глубина, дата окончания бурения и дата ликвидации скважины;
• шурф бетонируется.

 

3.9.      Охрана труда при проведении работ.

 

Вся работа по охране недр, окружающей среды и обеспечению промышленной безопасности будет выполняться в соответствии со следующими правилами и документами:

         Правила безопасности при ГРР. – Москва, 1991

         Правила безопасности при ГРР (изменения и дополнения) ПБ-08-37-93. – С-Петербург, 1994

         Инструкция о порядке ликвидации, консервации скважин и оборудования их устьев и стволов № 10 от 22.03.2000г.

         Федеральный закон «О недрах» № 27 – ФЗ 03ю03.96г.

         Инструкция о порядке ведения работ по ликвидации и консервации опасных производственных объектов, связанных с пользованием недрами № 33  от 02.06.99 г.

         Правила пожарной безопасности при ГРР ППБО-93. – С-Петербург, 1994.

         Правила пожарной безопасности в Российской Федерации. – Москва 1994.

         Система управления охраной труда. – Москва, 1993.

 

3.10.  Техника безопасности при проведении ликвидационных работ.

 

До начала работ вся нагнетательная система (насос, трубопроводы, герметизатор устья - превентор) должна быть опрессована на полуторное рабочее давление.

Буровой насос должен быть снабжен предохранительным клапаном и манометром.

Герметизатор устья скважины должен быть оборудован задвижкой и манометром.

При просеивании сыпучих материалов (глины, барита, цемента) необходимо пользоваться респираторами и защитными очками.

В случае засорения напорной системы в процессе закачивания тампонажной смеси  запрещается рассоединять трубопровод до снятия давления в напорной линии.

При монтаже бурового оборудования на старых самоизливающихся скважинах необходимо проверить отсутствие опасных зон (промоин).

Все работы по ликвидационному тампонированию проводятся в соответствии с «Правилами безопасности при геологоразведочных работах».

 

 

 

 

3.11.  Календарный план ликвидационного тампонирования, объемы основных строительно-монтажных работ.

 

Нормативная продолжительность строительства комплекса работ по одной скважине определена по СНиП 1.04-03.85 – общая продолжительность 10 месяцев в т.ч. подготовительный период – 10 дней.

 

3.12.  Рекультивация земель

 

После ликвидационного тампонажа скважин №№ 1, 2, 5, 17, 6, 6а, 7, 9, выполняются следующие работы: ликвидируются ограждения зон санитарной охраны (см. Приложение 9 и Приложение 10), выполняется планировка земельных участков. Почвенный растительный слой толщиной 30 см восстанавливается. Общая площадь рекультивации – 26 320 м². Специальных проектных решений по рекультивации земель не требуется.

Ввиду отсутствия влияния на воздушную среду разработки мероприятий по охране воздушного бассейна не требуется.

 

4.   Мероприятия по охране недр и окружающей среды.

 

4.4.     Охрана недр

 

     Использование подземной воды на водозаборе «Северный» осуществляется по лицензии ПСК № 01263 ВЭ срок действия лицензии 29.04.2008. В настоящий момент ведутся подготовительные работы по пересчету и утверждению запасов подземных вод. В целом реализация данного проекта по ликвидации самоизливающихся скважин №№ 6, 7, и ликвидации скважин №№ 1, 2, 5, 6а, 9, 17 находящихся в аварийном или предаварийном состоянии направлена на охраны недр водозаборного сооружения «Северный». На предприятии организован учет добываемой воды. В здании «реакторов» на водоочистительных сооружениях установлено 2 прибора учета фирмы «Фотон», марка H”D-G (счетчик-расходомер электронный, вихревой, погружной).

     Разработаны и согласованы инженерно-техническими организациями мероприятия по улучшению санитарного состояния зон санитарной охраны, которые также предусматривают мероприятия по защите водоносного горизонта.

 

4.4.     Воздействие объекта на территорию, условия землепользования и геологическую среду.

 

Существующие земельные участки под скважинами №№ 1, 2, 2а, 3, 4, 5, 6, 6а, 7, 7а, 8, 9, 9б, 10, 11 находятся на землях города Великие Луки и относятся к землям поселений. Воздействие скважин № 6 и 7 на территории, за счет неконтролируемого излива вод, как через колонну обсадных труб, так и по затрубному пространству, происходит подтопление территории водоочистительных сооружений и территорий прилегающих к ним.

     В скважинах подлежащих ликвидационному тампонажу из-за длительного воздействия подземных агрессивных вод с высоким содержанием сероводорода (5-12 мг/дм³) из-за коррозионного воздействия металл эксплуатационных колонн и цементный камень пришли в негодность. Имеет место вынос глин вследствие разрушения обсадных труб. В целях снижения воздействия на геологическую среду предусматривается ликвидационный тампонаж. После рекультивации земельные участки будут возвращены землевладельцу (городу).

 

4.4.     Охрана земель от воздействия объекта

 

     Размеры земельного отвода под существующие скважины определены в соответствии с границами зон санитарной охраны и месторасположением по Стройгенплану.

     Зона санитарной охраны скважин определена радиусом 30м. Устья скважин оборудованы специальными оголовками, имеющими аварийный сброс диаметром 150 мм. Аварийный сброс осуществляется по специальным водосборным лоткам в резервный зумпф, что исключает подтопление прилегающей территории. Отсутствующий почвенный слой после проведения ликвидационного тампонажа на скважинах №№ 1, 2, 5, 6, 6а, 7, 9, 17 восстанавливается.

 

4.4.     Охрана земель при проведении ликвидационных работ.

 

Для предотвращения вредного воздействия на окружающую среду, в том числе на поверхностные водные объекты в процессе производства работ по ликвидационному тампонажу скважин предусмотрены следующие мероприятия:

- Для предотвращения неконтролируемого самоизлива на устье скважин устанавливается оголовок (рис. 10), обеспечивающий регулируемый отвод воды.

- Монтаж трубопровода для отвода воды и бурового раствора от скважины до места сброса воды.

 

На период создания репрессии в скважине сброс воды, поступающей из скважины, осуществляется по следующей схеме:

1. В скважине №1, расположенной в зоне жилой застройки, сброс через оборудованные водоотводы будет осуществлятся в ливневую канализацию (схема водоотлива и расчеты см. на рис.11)

2. В остальных скважинах водоотведение предусмотрено в существующие стоковые канавы.

 Для отвода буровых растворов предусмотрено устройство дополнительного водонепроницаемого отстойника с обваловкой для исключения попадания буровых растворов на территорию. По мере отработки буровой раствор вывозится автотранспортом предприятия на ВОО «Водоканал» на расстояние до 10 км. Конструкция желобной системы и отстойника должны предотвращать растекание промывочной жидкости по поверхности участка. Водонепроницаемость отстойника для воды обеспечивается укладкой на дно полиэтиленовой пленки толщиной 20мкм.

- Во избежание прорыва подземных вод на поверхность создается репрессия на водоносный пласт при помощи специально разработанного утяжеленного раствора повышенной плотности с утяжелителем (баритом).

     - Буровое и тампонажное оборудование располагается в зоне ЗСО ликвидируемой скважины

     - В процессе производства тампонажных работ, во избежание непроизвольного увеличения радиуса распространения тампонажного раствора, необходимо осуществлять тщательный контроль за плотностью раствора, расходом и давлением нагнетания.

     - С целью предотвращения загрязнения почвы горюче-смазочными материалами предусматривается устройство противней и поддонов для сбора ГСМ.

     - Хранение цемента, барита, глины, тампонажной смеси и реагентов предусматривается на складе водоочистительных сооружений. На буровой площадке предусматривается хранение суточного запаса в разборных деревянных помещениях на деревянных поддонах.

     - Сбор производственных и бытовых отходов производится в перевозимый металлический кагат V=1 м³, вывоз производится по мере накопления на свалку.

Перечень отходов, образующихся от разборки павильонов и демонтаже запорной арматуры сведен в Таблицу 4.

     - После окончания работ по тампонажу скважин производится демонтаж площадки буровой, временных подъездных путей и восстановление нарушенного почвенного слоя. После рекультивации, площадки передаются землепользователям по Акту.

     Ввиду отсутствия влияния на воздушную среду разработка мероприятий по охране воздушного бассейна не требуется.