что такое дренирование скважины
Дренирование
Методы восстановления проницаемости призабойной зоны
Воздействия на призабойную зону пласта в процессе освоения.
По механизму и характеру воздействия на пласт существующие методы можно разделить на две группы методов, способствующих:
а) восстановлению естественной проницаемости призабойной зоны;
б) увеличению проницаемости призабойной зоны. Рассмотрим технологию проведения методов, их эффективность и применимость в конкретных условиях.
Дренирование осуществляют путем отбора из пласта большого количества жидкости при высокой депрессии. Это обеспечивает высокую скорость движения жидкости к забою скважины, благодаря чему из фильтрационных каналов выносится закупоривающий материал, который попал в пласт при вскрытии бурением, цементировании обсадной колонны или освоении скважины.
При дренировании вследствие радиального движения жидкости по мере удаления от забоя скважины скорость фильтрации уменьшается, это ограничивает глубину очистки призабойной зоны от закупоривающего материала.
Если скважиной вскрыто несколько пластов или пропластков с различной проницаемостью, то при их совместном дренировании очищаются и осваиваются, как правило, только высокопроницаемые интервалы. Для освоения малопроницаемых пропластков необходимо применять поинтервальные методы воздействия на призабойную зону.
Сказанное выше позволяет сделать вывод, что дренирование можно успешно применять для освоения высокопроницаемых однородных пластов, в призабойную зону которых попали закупоривающие вещества на небольшую глубину.
Если при создании депрессий не удается вызвать приток и осуществить дренирование пласта, то в таких случаях необходимо применять методы обработки призабойной зоны — кислотную обработку, гидравлический разрыв пласта и т. д.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Дренирование скважин с использованием комплекта испытательных чнструментов ( КИИ) применяют в основном при вскрытии и опробовании продуктивных пластов во вновь вводимых из бурения скважинах. [1]
Зоны дренирования скважин зависят от расположения их в рядах относительно границ пласта и залежи, характера неоднородности, режима работы скважин и других факторов. Форма зон дренирования разных скважин очень сложная и различная, линия тока жидкости к скважинам отличается по длине и направлению. Следовательно, методы определения влияния параметров сетки скважин на процесс заводнения и нефтеотдачу пластов должны просто учитывать все указанные особенности вытеснения нефти водой, вызванные сеткой скважин. В работах [55, 60, 59] описаны методы, которые в достаточной для практики мере позволяют выяснить влияние на показатели заводнения различных элементов сетки скважин. [2]
При поршневании постоянный режим дренирования скважины затруднен. [4]
В настоящее время предложенный способ дренирования скважин широко применяется на месторождениях Башкирии и Татарии с большим экономическим эффектом. [6]
Трещины в коллекторах увеличивают радиус дренирования скважины и позволяют дренировать чрезвычайно плотные и непроницаемые участки, которые по трещинам на широкой площади соединяются с каналами, ведущими к стволу скважины. [7]
Если подвижные запасы нефти зоны дренирования скважины отбираются за 9 5 лет, то прискважинного участка радиусом 4 75 м отбираются за 300 ч, или 12 5 сут. [9]
Эти линии ограничивают область влияния или дренирования скважины : в скважину попадает лишь газ из полосы шириной 2s на бесконечности, сужающейся к устью скважины. [10]
Во время эксплуатации залежи удельные площади дренирования скважин в однородных по геологофизическим параметрам газонасыщенных коллекторах одинаковы при одинаковых дебитах скважин. Равномерная сетка скважин обеспечивает равномерное падение пластового давления. Дебиты скважин в данном случае обусловливаются средним пластовым давлением по залежи в целом. Выполнение указанного условия целесообразно в том случае, когда пласт достаточно однороден по своим коллекторским свойствам. [11]
На втором уровне иерархии структуры пласта зоны дренирования скважин агрегируются в так называемые эксплуатационные объекты. При этом используются методы автоматической классификации с предварительным обучением. [12]
Необходимо для нефтенасыщенного трещиноватого коллектора при радиусе дренирования скважины гдр 500 м оценить следующие параметры. [13]
Дренажная скважина при грунтовых водах: руководство от профи по водопонижению
Понижение уровня подземных вод, является самым ответственным этапом любого строительного процесса, связанного с разработкой грунта. В некоторых регионах вода, вообще, подходит практически к самой поверхности, и производить водопонижение приходится не только на время строительства, но и на весь срок эксплуатации зданий.
Дренажная скважина при высоких грунтовых водах, в такой ситуации наиболее эффективна. Что представляет собой данный способ снижения УГВ, расскажет наша инструкция. А для наглядности, предлагаем посмотреть видео в этой статье.
Искусственное понижение уровня воды
В ситуациях, когда подземные воды залегают в пределах вертикальной разработки грунта, либо находятся совсем близко к подошве фундамента будущего строения, возникает острая необходимость в снижении их уровня.
Что происходит с грунтом при откачке воды
Использование горизонтальных и вертикальных способов понижения воды, даёт совершенно разный эффект. Если в первом случае, производится отвод влаги, самостоятельно выступившей из толщи грунта, и попавшей в дренажную систему, то во второй ситуации, она нередко откачивается принудительно, с помощью насосов.
Когда этим занимаются специализированные организации, они действуют на основании разрешающей документации и результатов обследования фактического состояния эксплуатируемых сооружений и зданий. Любая технология производства водопонизительных работ нацелена на создание наиболее благоприятных условий, и высокой эффективности их выполнения.
Устройство водопонизительных скважин
Скважины, осуществляющие функции понижения уровня воды – это довольно сложные гидротехнические сооружения. Причём, конструктивно они могут быть разными.
Есть скважины открытого типа; есть герметичные, или как их ещё называют, вакуумные – а ещё водопоглотительные, самоизливающиеся и сквозные. Каковы их отличительные особенности, и какому варианту отдаётся предпочтение в том, или другом случае? Об этом вы узнаете далее.
Самоизливающиеся и поглотительные скважины
Отличительной особенностью самоизливающихся скважин является тот факт, что воду из них откачивать насосом не требуется.
Раз нет насоса, значит и цена водопонизительного сооружения ниже. Оно устроено так, что вода сама поднимается к устью, и выливается на поверхность.
Так в чём же смысл, и куда девается вода:
То есть, при бурении нарушается целостность водоупорного слоя и сквозь отверстие вода может легко попасть в следующий водоносный пласт. Таким образом, нижележащий горизонт поглотит воду из слоя, расположенного выше.
Открытые и герметичные скважины
Скважины открытого типа проектируются в тех случаях, когда нужно понизить УГВ не менее чем на четыре метра. Если высота понижения должна быть меньше, то использование такого сооружения должно быть обосновано экономически.
Производительность такой скважины может обеспечить только водоносный слой достаточной толщины:
Большинство работ имеет скрытый характер, поэтому исправить ошибку, допущенную в ходе работ – либо очень трудно, либо попросту невозможно. Поэтому, производить бурение, равно как и осуществлять надзор, должны специалисты.
Все скрытые работы сопровождаются соответствующим актом, а перед вводом в эксплуатацию – выполняются мероприятия по предотвращению заиливания скважины.
Этапы бурения дренажных скважин
Неоднородная структура грунта задерживает воды на участке. Это приводит к разрушительным последствиям, для предотвращения которых используется дренажная скважина. Так называют конструкцию, предназначенную для своевременного отвода влаги. Она особенно востребована в местности с глинистой почвой, препятствующей естественному оттоку жидкости.
Определение и назначение дренажной скважины
Каждая из пород грунта имеет определенные параметры водонепроницаемости. Если у песка он низкий, то глина надолго задерживает воду в верхних слоях. Туда она попадает с весенним паводком, осадками и в результате подъема грунтовых вод. Результатом становится затопление погребов и подвальных помещений. При заморозках влага расширяется, разрушая фундамент.
Выходом из ситуации становится бурение дренажных скважин. Это одна из простейших методик, успевшая доказать эффективность. Она обеспечивает быстрый и регулярный водоотвод с участка, независимо от времени года. В земле делается несколько отверстий, прорезающих водоупорные слои. Через них влага уходит в резервуары, находящиеся на большой глубине.
Размеры скважин зависят от толщины глиняного пласта, обычно она не превышает 4 метров, но иногда приходится бурить и 10-метровые отверстия.
Бурение вызывает как уплотнение, так и разрыхление грунта. Из-за этого работы ни в коем случае не производят вблизи фундамента. В худшем случае влага будет проходить через стенки котлована, провоцируя суффозию — вынос грунтовых частиц на поверхность. Это разрушает почву, приводя к усадке фундамента. Для его спасения владелец будет вынужден повышать уровень грунтовых вод. Чтобы этого не произошло, нужно пользоваться услугами профессионалов.
Принцип работы
Вода понижается посредством одной или нескольких скважин. Они бурятся в определенной последовательности, проходя через водоупорный слой. Внутрь помещается труба с проделанными заранее отверстиями, куда засыпается щебень (керамзит). Через нее жидкость покидает участок и уходит вниз.
Во всех случаях глубина отверстий должна быть ниже уровня фундамента и промерзания грунта, исключая разрушение и подтопление нижних ярусов дома. Щебень или керамзит насыпаются, чтобы стенки не обваливались, сужая диаметр. При наличии трубы указанные материалы засыпаются внутрь для фильтрации, по всей структуре делается множество отверстий. Сверху конструкция закрывается крышкой и присыпается землей.
Первоначально дренажная скважина при высоких грунтовых водах делается в виде пробного варианта, чтобы выявить почвенные слои, определив нужную глубину. Процедура производится своими силами либо с привлечением специалистов.
Устройство дренажной скважины
Структура скважины зависит от выбранного типа. Дренажный механизм может быть:
В любом случае обустройство осуществляют на удалении от построек. Все перечисленные конструкции быстро осушают территорию. Если отверстие бурится на небольшую глубину, его нужно делать шире. На дне обязательно размещается щебень, керамзит или бетонная крошка. Они упрочняют дренаж, параллельно играя роль фильтра.
Все способы результативны, но в каждом случае вода из резервуаров удаляется по-разному. Горизонтальные скважины предусматривают ее самостоятельный отвод с участка. В вертикальных сооружениях процесс производится с помощью насоса. Принудительная откачка связана с сезонными явлениями, когда резервуары переполняются.
Помпа создает всасывающую силу, которая меняет форму воды, превращая ее в воронку, диаметр и глубина которой возрастает или уменьшается по мере откачки. При развернутой структуре скважин насосы соединяются между собой, формируя единое пространство осушения.
Схема размещения скважин
Каждое отверстие формирует гидроконус с углами раскрытия в 45° по вертикали. Исходя из этого составляется схема расположения скважин. Их количество и параметры также зависят от следующих факторов:
Дренажные скважины для водоотвода предварительно прорабатываются в виде схематического проекта, только после этого идет фаза непосредственного производства. На схеме всегда указываются:
Главное — правильно рассчитать грунтовый пласт, который требуется прорезать, а также определить число и порядок отверстий. При отсутствии опыта нелишней будет помощь специалистов.
Форсированная откачка воды приводит к опасным явлениям, когда под грунтом образуются пустоты, и он обваливается. Если работы ведутся на большом участке, в проекте обязательно учитываются подвижки, а почва специально уплотняется.
Скважины, относящиеся к самоизливающемуся типу, обходятся дешевле за счет отсутствия насоса. Нередко их устанавливают в качестве резервного варианта, на случай если основной дренаж не справляется. На крупных участках используется несколько видов отверстий. Важно, чтобы вспомогательные скважины периодически работали, иначе впоследствии для их запуска придется использовать специальный насос – эрлифт.
Этапы работ
Рекомендуется оборудовать дренаж еще до закладки домового фундамента, равномерно распределяя систему по всему участку. Процедура производится в несколько этапов:
Осушение участка при помощи дренажных скважин осуществляется постоянно, но для этого должна соблюдаться технология.
Стоимость работ по бурению дренажной скважины
Конечное решение принимает владелец участка. Цена за метр бурения дренажных скважин для водоотвода, зависит от особенностей почвы, характера и продолжительности работ. В среднем стоимость начинается от 1500 рублей. Прибегать к услугам профессионалов целесообразно, когда речь идет о большой территории, где самостоятельно справиться сложно. Вдобавок это сэкономит время и усилия, исключая ошибки и доработки.
Сотрудники тщательно исследуют дом и другие сооружения на объекте. Их деятельность регламентирована стандартами и сертификатами, что обеспечивает безопасную эксплуатацию дренажной системы. Надлежащий сервис предполагает продолжительную гарантию от фирмы исполнителя работ.
Дренаж
ДРЕНАЖ (а. drainage; н. Dranage, Dranung; ф. drainage, assechement; и. drenaje, avenamiento) — способ осушения территорий месторождений полезных ископаемых, массивов горных пород путём сбора и отвода подземных гравитационных вод в естественные понижения (реки, озёра и т.п.) или искусственные сооружения (каналы, горные выработки и др.).
В горном деле дренаж применяется для защиты шахт и карьеров от подземных вод путём перехвата их при помощи дренажных устройств в период строительства и эксплуатации горных предприятий. Дренажные устройства разделяются на поверхностные, подземные и комбинированные. К поверхностным относятся вертикальные водопонижающие и водопоглощающие скважины, горизонтальные дренажные скважины, иглофильтровые установки и опережающие поверхностные траншеи, к подземным — дренажные штреки, сквозные фильтры, восстающие скважины, водопонижающие колодцы, а также опережающие выработки (горизонтальные и наклонные скважины). Комбинированные дренажные устройства включают комплекс поверхностных и подземных выработок. Дренажные устройства по схеме расположения в плане разделяются на кустовые, линейные, контурные, сетчатые, а в разрезе — на одногоризонтные и многогоризонтные, коллекторные и бесколлекторные (рис.); по срокам сооружения — на опережающие, параллельные и совмещённые; по срокам службы — на стабильные и скользящие (вслед за подвиганием забоя).
Водопонижающие скважины (диаметром 200-800 мм) проходят для снижения уровня (напора) в водоносных горизонтах, залегающих на глубине 25- 500 м, мощностью свыше 10 м, с коэффициент фильтрации более 1 м/сутки и их бурят до подошвы горизонта, при пересечении горизонта устанавливают фильтры или перфорированнные трубы (в трещиноватых породах). После прокачки и очистки (обычно эрлифтом) скважина оборудуется погружным насосом. Водопоглощающие скважины сооружают для перепуска воды из верхних горизонтов с низкими фильтрационными свойствами в нижние с более высокими фильтрационными свойствами, когда величина напора воды в нижнем горизонте ниже уровня залегания толщи разрабатываемых полезных ископаемых. Разность уровней в дренируемом и поглощающем горизонтах поддерживается обычно водопонижающими скважинами. По конструкции водопоглощающие скважины аналогичны водопонижающим.
Реклама
Горизонтальные дренажные скважины (диаметр 50-300 мм) сооружают для самотёчного осушения уступов карьеров в песчаных породах. Их длина достигает 50-100 м. Иглофильтровые установки применяют для временного и локального понижения уровня подземных вод в песчаных и песчано-глинистых породах с коэффициентом фильтрации 0,2-0,3 м/сутки. Передвижные и лёгкие иглофильтровые установки позволяют снизить уровень воды до 7-8 м, а эжекторные — до 24 м. Опережающие траншеи сооружаются для снижения уровня воды в маломощных (до 10 м) и не глубоко (до 15 м) залегающих водоносных горизонтах при помощи специальных траншейных экскаваторов. Откачка воды из траншей производится центробежными насосами низкого давления. Дренажные штреки предназначены для дренажа полезных ископаемых и водоносных горизонтов, расположенных вблизи кровли и почвы полезных ископаемых дренаж осуществляется через стенки выработок, естественные трещины и тектонические нарушения, а при наличии водоупорных пород (мощностью более 2-3 м) в кровле и почве полезных ископаемых — с помощью дренажных скважин.
Дренажные штреки сооружаются на карьерах со сложными гидрогеологическими условиями; на шахтах обычно роль дренажных штреков выполняют подготовительные выработки. Сквозные фильтры — скважины диаметром 100-500 мм, пробуренные с земной поверхности до кровли подземной выработки (или дренажного штрека), обсаженные трубами, оборудованные фильтрами в интервале водоносных пород; предназначены для дренажа водоносных горизонтов мощностью более 15 м, залегающих над полезными ископаемыми на расстоянии свыше 30 м. Восстающие скважины (диаметром 50-125 мм) проходят из подземных горных выработок и оборудуют фильтрами в интервале водоносных горизонтов. Их применяют для дренажа водоносных горизонтов, залегающих на расстоянии 2-30 м от кровли выработок.
Водопонижающие колодцы — вертикальные горные выработки, служащие для снижения напора в водоносных горизонтах, залегающих ниже подошвы выработок, закладывают на пониженных участках почвы выработок. Откачка воды из них осуществляется центробежными насосами. Опережающие скважины (диаметром 70-200 мм) проводят из подземных выработок в направлении обводнённых участков, содержащих напорные воды, с целью предупреждения внезапных прорывов воды в подготовительные и очистные выработки, а также предварительного дренажа обводнённых пород, залегающих впереди фронта горных работ. Для повышения эффективности работы дренажных устройств и увеличения темпов осушения месторождений полезных ископаемых разработаны различные способы интенсификации дренажа. В скальных породах для интенсификации работы дренажных устройств применяют гидравлический разрыв пласта, Торпедирование скважин и их прострел, проходят многозабойные скважины; в карбонатных породах используют также кислотную обработку скважин.
Многозабойные скважины (наклонные или горизонтальные) сооружаются из основного вертикального ствола диаметром 600-700 мм, благодаря чему увеличивается водозахватная поверхность скважины. В песчаных породах увеличение дебита скважины осуществляется с помощью физических методов — вакуумирования скважин, нагнетания воздуха в водоносный горизонт, электроосмоса, а также методов, основанных на увеличении водозахватной поверхности скважины — путём проходки скважины большого диаметра, принудительного размыва песка водой и заполнения образовавшихся полостей гравием, создания суффозионных дренажных каверн, проходки лучевых скважин. Нагнетание сжатого воздуха применяется для интенсификации дренажа напорных водоносных горизонтов однородного строения, имеющих коэффициент фильтрации 0,5-10,0 м/сутки и перекрытых выдержанными слоями водоупорных пород. Физические методы интенсификации используют обычно на небольших участках и главным образом для снижения остаточных уровней подземных вод. Электроосмотический способ увеличивает дебит скважины за счёт движения воды к металлическому фильтру скважины при создании постоянного электрического поля в обводнённых песках. При этом дренажные скважины являются катодами, а специальные трубы, закладываемые в массив между дренажными скважинами, — анодами. Наибольший эффект этот способ даёт в обводнённых песчанистых глинах, суглинках, супесях и частично в пылеватых песках с коэффициентом фильтрации от 0,000001 до 0,5 м/сутки. Методы, основанные на увеличении водозахватной способности скважины, в отличие от физических методов, могут широко применяться для увеличения эффективности дренажных устройств на больших участках шахтных и карьерных полей.
Дренажные системы по сравнению с барражом не исключают попадания (проскока) подземных вод через заградительный контур в горные выработки; величина проскока воды, например, на некоторых шахтах и карьерах достигает 40-50% динамического потока. Средние затраты на дренаж водоносных пород в карьерах, расположенных в сложных гидрогеологических условиях, составляют 15-20% от общих вложений в их строительство и эксплуатацию. Длительный дренаж водоносных горизонтов приводит к нарушению гидравлических и гидрохимических режимов подземных и поверхностных вод в районах эксплуатации месторождений (снижение уровня подземных вод в радиусе нескольких десятков километров и появление депрессионных воронок, истощение водных ресурсов, загрязнение поверхностных водотоков и водоёмов шахтными и карьерными водами), к изменению природного ландшафта на огромной территории и т.д. Эффективность дренажа на шахтах и в карьерах устанавливается соответствующими гидрогеологическими расчётами, окончательный выбор способа производится на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов.
Для осушения торфяных месторождений применяется трубчатый и беструбчатый (щелевой) дренаж в сочетании с открытой сетью осушительных каналов. Трубчатый дренаж осуществляют при влажности торфяной залежи не более 91,5% узкотраншейным способом на глубине 1,5-2,5 м. Длина отдельной трубчатой дрены 125-250 м, диаметр 40-110 мм. Вода сбрасывается в открытые коллекторные (валовые) каналы. Беструбчатый (щелевой) дренаж применяется при влажности торфяной залежи до 90% и пнистости дренируемого слоя до 3%. Дренаж закладывается с постоянной глубиной (до 1 м) и уклоном 0,02-0,03. Для беструбчатого дренажа сооружается узкая (до 150 мм) прямоугольная щель, которая закрывается сверху на 0,2-0,3 м. Сброс воды производится в открытые регулирующие (картовые) каналы. Расстояния между дренами при применении дренажа 5х10 м. Сопряжение в плане отдельных дрен с отводящими воду каналами (коллекторными, валовыми, картовыми) проводится под прямым углом. Трубчатый и беструбчатый дренаж на разрабатываемых торфяных месторождениях периодически перезакладывается, срок действия трубчатого дренажа до 5 лет, беструбчатого — 2 года. Дренаж торфяных месторождений обеспечивает равномерное понижение уровней грунтовых вод, снижает капиллярное подпитывание разрабатываемого слоя и способствует уменьшению длительности перерывов в добыче торфа после выпадения дождя.