| Подготовка скважин и породы к цементации |
|
Подготовка к цементации включает следующие работы: удаление шлама из скважин, промывку трещин, обследование поверхности стенок скважин и пробное нагнетание воды по зонам.
Чураков А.И. Производство специальных работ в гидротехническом строительстве. Учеб. пособие для вузов. М., Стройиздат,1976. Удаление шлама осуществляется промывкой водой в процессе бурения (так называемая обратная промывка) и после его окончания. Трещины цементируемой породы почти всегда заполнены глиной, мелкозернистым песком и другими материалами. Заполнитель трещин препятствует распространению цементного раствора и получению цементации хорошего качества. Поэтому обычно предусматривают промывку трещин водой или водой и воздухом перед началом инъекции раствора. Трещины у одиночных скважин промывают циркуляционным способом. Промывку можно осуществлять и через группу скважин (две - четыре), когда последние пересекают систему взаимосвязанных трещин. При этом в скважинах, пройденных на расстоянии 1-2 м одна от другой, изолируют одну и ту же зону. Промывочную воду нагнетают через одну из скважин, а излив ее происходит через открытое устье второй. Все другие скважины в это время плотно закрыты сверху навинчивающимися на трубы заглушками. Аналогично поступают с остальными скважинами этой группы. При промывке полезно менять направление циркуляции воды между сообщающимися скважинами. Последовательное или одновременное нагнетание в скважину воды и воздуха увеличивает размывающий эффект потока, ускоряя тем самым удаление отложений из трещин. Кроме того, воздух облегчает подъем продуктов промывки на поверхность при изливе воды. Воду и воздух поочередно подключают ко всем скважинам. При наличии трех скважин в группе промывку осуществляют обычно так: в одну нагнетают воду, в другую - воздух, а третью оставляют открытой для излива промывочной воды. При наличии четырех скважин в группе воздух обычно нагнетают в две из них. Известно, что одним из основных факторов, определяющих скорость размыва, является сцепление размываемого грунта. Для облегчения размыва глинистого или илистого заполнителя промывку трещин можно вести 5%-ным раствором едкого натра с последующей интенсивной промывкой водой. Одним из возможных способов уменьшения сцепления глинистого заполнителя трещин, получившим пока только лабораторное опробование, является использование при промывке их водо-воздушной смесью высокочастотной вибрации или упругих колебаний звуковых или ультразвуковых частот. Акустические колебания ускоряют процесс сорбции воды на частицах глинистых пород в поверхностном слое, что ослабляет связи между ними. Промывку трещин следует вести либо до осветления возвратной воды, либо до получения неизменяющегося при постоянном давлении расхода воды, что указывает на прекращение размыва шлама или заполнителя в трещинах. Давление при промывке не должно вызывать значительных перемещений породы и образования новых трещин. Неопределенность и переменность свойств пород не позволяют заранее точно рассчитать безопасное давление. Поэтому промывку трещин на каждом участке скважины рекомендуется вести при нескольких ступенях последовательно увеличиваемого давления, например при 0,2; 0,4; 0,6; 1; 1,5 МПа и т. д. Рост расхода промывочной воды при очередном повышении давления может обусловливаться увеличившимся размывом заполнителя трещин или деформацией пород. Если первое явление положительное и необходимое, то второе - нежелательно. Установить, какое из этих явлений имеет место, весьма затруднительно. Практически считается, что если резкое увеличение расхода воды происходит при давлении, равном или в 2-4 раза превышающем давление вышележащих пород, то оно обусловлено размывом заполнителя трещин. Для определения места расположения трещин по окончании их промывки поверхность стенок скважины обследуют либо, обычным перископом, либо перископом с фотоаппаратом в необводненных скважинах и механическим трещиноискателем или щупом в обводненных скважинах. |
Специальные работы
Подготовка скважин и породы к цементации