В процесе эксплуатации скважины ее дебит снижается. Особенно сильно это проявляется при неравномерной эксплуатации, сезонности использования скважины.
Есть несколько методов восстановления дебитов скважин, многие из которых требуют использования бурового оборудования, громоздких механизмов и машин, и, в конечном итоге, требуют значительных материальных и временных затрат, но далеко не всегда обеспечивают требуемое повышение дебита, а в ряде случаев приводят к порыву фильтровой сетки и необходиомсти строительства новой скважины.
Разработана технология повышения (восстановления) дебита водяных скважин, основанная на сочетании эффектов гидродинамической кавитации, низкочастотных волновых процессов и реагентной обработки, а также устройства, реализующие эту технологию.
Разработаны составы, эффективные для различных видов водовмещающих пород (для разных регионов РФ) и для различных видов кольматанта.
Технологии ремонта и восстановления водозаборных скважин, апробированные в экспериментальных и натурных условиях и внедренные на объектах Краснодарского и Ставропольского края, Московской и Ростовской областей, Республики Южная Осетия, а также в ХМАО, являются эффективными, экологически безопасными, позволяют провести реанимацию скважин за 2–3 дня без применения штатного бурового оборудования.
Разработанные технологии за последние 14 лет внедрены при обработках нескольких сотен скважин с успешностью 98%.
Комплексные методы физической и химической раскольматации проявляют синергетический эффект, обеспечивают высокую эффективность обработки, не вызывают нарушений технического состояния скважины – целостности фильтров, цементного кольца и обсадной колонны. За годы внедрения технологии комплексной физико-химической интенсификации работы скважин на десятках объектов не было ни одного случая разрушения сетчатого фильтра и пескования скважин.
Стоимость реанимации скважин по разработанным технологиям составляет 20-40% от стоимости бурения новых скважин, при этом обеспечивается восстановление дебита до 80-100% от первоначального дебита, установленного после бурения, в ряде случаев (примерно 10%) дебит превышает первоначальный, установленный при бурении скважин.
Мы уверены в своих технологиях и их эффективности. Деньги за проведенные работы мы берем только в том случае, если после проведенных работ по интенсификации добычи дебит повысится более чем на 30%. Если дебит не повысится (или повысится менее чем на 30%) – обработка за наш счет.
Снижение производительности скважин в процессе эксплуатации связано с ухудшением пористости и проницаемости пород призабойной зоны пласта и фильтров вследствие закупорки пор в результате механического, химического и биологического кольматажа.
Механический кольматаж
Механические формы кольматации активно появляются на этапе сооружения водозаборной скважины, а также в процессе эксплуатации за счет суффозии. При вскрытии или проходке водоносного горизонта вращательным способом с прямой промывкой образуются зоны кольматации пласта, которые связаны с проникновением частиц бурового шлама, глинистого раствора (промывочной жидкости) и фильтрата глинистого раствора.
Механический кольматаж контактной зоны между гравийной обсыпкой и водовмещающей породой, а также на границе фильтрующей поверхности и прилегающей к ней гравийной обсыпки вызывается заклиниванием пор и трещин, обеспечивающих фильтрацию, элементами пласта, в-первую очередь, глинистыми частицами.
Химический кольматаж
Производительность и дренирующая способность скважин существенно снижаются в процессе эксплуатации вследствие зарастания фильтров и прифильтровых зон скважин различными химическими соединениями. Эти соединения образуются в результате нарушения химического равновесия в пласте, связанного с действием в нем гидродинамического возмущения. Нарушение химического равновесия обуславливается выпадением солей, а также смещением газового равновесия, выражающегося в гидролизе бикарбоната железа, окислении закисного железа до трехвалентной формы и избыточном образовании карбонат – ионов.
В результате нарушения химического равновесия в прифильтровой зоне за счет понижения давления происходит десорбция свободной углекислоты из подземных вод. При этом интенсифицируется гидролиз бикарбоната железа, в результате чего Fe2+ окисляется до Fe3+ с образованием гидроксида трехвалентного железа Fe(ОН)3, основного кольматирующего соединения.
При эксплуатации скважин в водоносных горизонтах с подземными водами, склонными к выделению кольматирующих образований, следует избегать неравномерности режима эксплуатации, в результате которого происходит аэрация подземных вод, надежно герметизировать устья скважин, исключать использование эрлифтных водоподъемников, проверять работу обратных клапанов погружных насосов с тем, чтобы предотвратить поступление обогащенных кислородом вод в фильтр, и предусматривать регулярную регенерацию скважин.
Биологический кольматаж
Процессы химического кольматажа, происходящие в прифильтровых зонах скважин, интенсифицируются биологической деятельностью. Основной причиной этого являются железо-, сульфат-, марганцевые бактерии, которые в нескольких видах присутствуют во всех водоносных породах и подземных водах и в результате жизнедеятельности осаждают железо, марганец и выделяют сероводород из подземных вод.
У железобактерий есть такие физиологические особенности, как способность оказывать каталитическое действие на процесс перевода закиси железа в окись, а также интенсивное выделение большого количества гидрата окиси железа, что является основным продуктом их окислительной работы. Они не требуют органических питательных веществ. Существование железобактерий связано с наличием в воде растворенных кислых соединений.
Анализ методов повышения дебита
Вибрационные методы интенсификации добычи пластовых флюидов известны и промышленно апробированы с 70-х годов прошлого века. Особенностью волновых методов интенсификации скважин, ограничивающей их применение, является возможность получения отрицательного результата из-за неверных технических или технологических параметров обработок. Конкретными причинами является закупорка каналов кольматантом в результате поверхностного сцепления, адгезионного прилипания, закупоривающего действия конгломератов слипшихся частиц кольматанта с размерами, превышающими сужения пор в пористой среде. В результате после свабирования, пнемоипульсной обработки или электрогидроимпульсной обработки возможно не повышение, а снижение дебита.
Использование реагентных методов эффективно в случае точного диагностирования природы кольматанта, верных технологических и технических решений. При неверном подборе реагентов возможно «набухание» глинистых частиц пласта, выпадение водонерастворимых солей, приводящие к резкому снижению дебита после капитального ремонта.
На форсированных режимах обработки пневмоимпульсные и электрогидроимпульсные методы дают высокие результаты повышения дебита, но при этом до 50% скважин, оснащенных сетчатыми фильтрами, приходят в негодность, и скважины начинают песковать. Наиболее целесообразно использование таких методов на бесфильтровых скважинах.
Перечисленные факторы являются причиной того, что зачастую эксплуатирующие организации ликвидируют скважины, а не проводят капитальный ремонт, или проведенный ремонт не дает положительного результата, и, несмотря на затраченные финансовые и временные ресурсы, скважины ликвидируют и бурят новые
В действительности, количество скважин, которые нецелесообразно реанимировать по экономическим или технологическим причинам, не превышает 5-10% от фонда бездействующих. Это, в-основном, пескующие скважины, ремонт которых осложняется оборванными и заклинившими насосами, посторонними предметы, биологическим заражением, нарушением целостности обсадной колонны и т.п.).
При использовании современных эффективных методов ремонта скважин можно значительно снизить долю бездействующих скважин без их ликвидации, путем перевода в действующие, а также повысить эффективность работы действующих скважин.
Отсутствует необходимость использования буровой установки и штатного бурового оборудования, все технологические механизмы помещаются в автомобиле типа «Газель».
