vodabur15.png Бурение поисково-оценочной скважины предусматривается с целью изучения геологического строения и гидрогеологических условий территории, оценки фильтрационных свойств пород и качества подземных вод, обоснования проектного дебита и категории запасов подземных вод. При производстве работ предусматривается бурение 1 скважины на водоносный подольско-мячковский карбонатный горизонт (C2pd-mč). Глубина бурения скважины определяется необходимой глубиной вскрытия водовмещающих пород целевого водоносного горизонта и составит 65 м. Бурение скважины выполняется без отбора керна. По окончании бурения в скважине проводятся геофизические исследования, после чего скважина оборудуются фильтровой колонной диаметром 273 мм и подготавливается к опытно-фильтрационным работам. Диаметр фильтровой колонны определён исходя из максимально суточного водоотбора (заполнение пожарных резервуаров ) - 873,092 м3/сутки с использованием погружного насоса типа ЭЦВ8-40-60. После проведения ОФР скважина оборудуется оголовком, устьевая часть – цементным замком во избежание засорения скважины и загрязнения подземных вод.
Выбор и обоснование конструкции скважины Конструкция и технология сооружения скважины выбрана исходя из необходимости получения геолого-гидрогеологической информации для решения поставленных геологических задач и оценки запасов подземных вод целевого водоносного горизонта, а также технических возможностей сооружения скважины.
Конструкция скважины определяются с учетом:
  • необходимости достижения оптимального дебита скважины с целью повышения достоверности определяемых гидрогеологических параметров;
  • применения эрлифта для обеспечения более эффективного расшламования скважины после бурения;
  • использования погружного насоса типа ЭЦВ8 или его импортного аналога для проведения опытной откачки.
Имеющиеся сведения о производительности скважин на рассматриваемой территории позволяют прогнозировать максимальный дебит проектной скважины на уровне 2-6 л/с (40 м3/ч). Для обеспечения оптимальной производительности конструкция скважины должна предусматривать фильтровую колонну Д-273 мм. При прокачке в качестве водоподъёмных труб целесообразно использовать трубы Д-108 мм. Таким образом, гидрогеологическое строение участка и технические особенности проведения работ предопределяют оборудование поисково-оценочной скважины фильтровой колонной Д-273 мм с щелевой перфорацией на колонне труб. Применение фильтровой колонны с выводом её на поверхность по опыту работ позволяет более качественно выполнить расшламование (промывку и прокачку).
Технология бурения скважины
Бурение скважины будет осуществляться самоходной буровой установкой с вращателем роторного типа (станок УРБ-3А3 или аналогичный станок). При бурении предусматривается следующая последовательность проведения работ. Скважина до глубины 5 м бурится трёх шарошечным долотом Д-490 мм под «кондуктор». По окончании бурения интервал крепится обсадными трубами Д-426 мм. Производится цементация затрубного пространства в интервале 5-0 м, цементная пробка в дальнейшем разбуривается (высота пробки – 1 м). Далее до глубины 16 м скважина проходится долотом диаметром 393,7 мм с промывкой глинистым раствором. По окончании бурения интервал крепится глухими обсадными трубами Д-377 мм (перед спуском колонны интервал прорабатывается). Производится цементация затрубного пространства в интервале 16-0 м, цементная пробка в дальнейшем разбуривается (высота пробки – 5 м). Далее ствол скважин в интервале 16-65 м бурится долотом Д-349,2 мм с промывкой технической водой. По окончании бурения в скважине проводится комплекс геофизических исследований, после чего в скважину устанавливается фильтровая колонна Д-273 мм с выводом на дневную поверхность (перед спуском колонны интервал прорабатывается). По завершению сооружения, скважина промывается чистой водой. После выполнения комплекса опытно-фильтрационных работ скважина консервируется. Устье скважины цементируется и оборудуется оголовком, исключающим несанкционированный доступ в ствол скважины. Конструкция поисково-оценочной скважины и объемы буровых работ приведены в таблицах 5.1 и 5.2.
 Таблица 5.1 Расчет объемов бескернового бурения

скважины

Проектная глубина

скважины, м

Диаметр бурения, мм

интервал, м

Кол-во скв.

Объем буровых работ, п. м.

1

65

490/0-5 х 393,7/5-16 х 349,2/16-65

1

65

Таблица 5.2 Конструкция скважины

№ скважины

Интервал бурения, м

Диаметр бурения (расширения), мм

Диаметр обсадных труб, мм

Тип фильтра

Примечание

1

0-5

490

426

Щелевой фильтр

Д-273 мм

Кондуктор

5-51

393,7

377

51-87

349,2

273

Расчет объема бескернового бурения по категориям пород по буримости (ФЕР-04-2001) приведены в таблице 5.3.
Таблица 5.3 Расчет объема бескернового бурения по категориям пород по буримости

Категория пород по буримости

ФЕР-04-2001

Количество п.м на скважину

Количество скважин

Всего, п. м.

III

15

1

15

VII

50

1

50

Итого

65

1

65

Цементные пробки V категории

6

1

6

Исходя из принятой конструкции скважины, ниже приведен расчет необходимого количества обсадных труб и фильтров (табл. 5.4, 5.5). Фильтры изготавливаются в механических мастерских подрядной буровой организации. Обсадные трубы и фильтры остаются в скважине.
Таблица 5.4 Расчет количества обсадных труб, оставляемых в скважине

№ п/п

Номера скважин

Расход труб с разбивкой по диаметрам, м

Д-426 мм

Д-377 мм

Д-273 мм

1

Скважина 1

5,6

16,6

65.6

Итого

5,6

16,6

65.6

Рабочая часть фильтра представляет собой трубчатый фильтр-каркас с щелевой перфорацией, расположенной по поверхности трубы в шахматном порядке. Скважность – не менее 25 %. Для скважины с фильтровой колонной Д-273 мм и производительностью 40 м3/ч необходимая длина рабочей части фильтра составляет 34,1 м. Ориентировочно (корректируется по результатам геофизических исследований) рабочая часть фильтра устанавливается в интервале 25,0-59,1 м (длина 1 фильтра – 3,1 м; 3,1 х 11 = 34,1 м).
Таблица 5.5 Расчет необходимого количества фильтров

Номера скважин

Количество скважин

Диаметр труб, мм

Изготовление фильтров, п.м

Скважина 1

1

273

34,1

Для предотвращения несанкционированного доступа в ствол скважины, после выполнения комплекса опытно-фильтрационных работ, устье скважины закрывается специальным герметичным оголовком. Необходимо будет изготовить 1 оголовок. Работы по бурению поисково-оценочной скважины будут выполняться подрядной буровой организацией.

Геофизические исследования в скважине

Геофизические исследования в скважине (ГИС) будут выполняться для решения следующих основных геологических задач: уточнения геологического строения разреза, положения и литологии водовмещающих пород и водоупоров, предварительной оценки фильтрационных параметров целевого водоносного горизонта.
ГИС будут выполнены стандартным комплексом ГИС, применяемым для гидрогеологических скважин. Этот комплекс включает следующие методы:
  • гамма-каротаж (ГК) в интервале 0-65 м;
  • кавернометрия в интервале 0-65 м;
  • видеометрия в интервале 0-65 м;
  • электрический каротаж ( ПС, градиент и потенциал-зонды) в интервале 16-65 м;
  • резистивиметрия в интервале 10-65 м.
Исследования будут проводиться в соответствии с «Технической инструкцией по проведению ГИС» 1985 г. каротажной станцией СКС-1-АУ1-01 с записью каротажных диаграмм в масштабе 1:200. Гамма-каротаж будет выполняться аппаратурой КУРА-1, в которой используется детектор иодистого цезия, активированного натрием, размером 18×160 мм. Электрокаротаж выполняется градиент-зондом А1.0М0.1N и потенциал-зондом N1.0М0.1А панелью ПКМКу с записью ПС. Фактический диаметр скважины определяется каверномером КМ-2. Данные кавернометрии необходимы для оценки технического состояния скважины и для расчетов скорости фильтрации, расходов воды, электрического сопротивления и естественной радиоактивности пород. Резистивиметрия с засолением выполняется для определения интервалов наибольшего водопритока в известняках целевого горизонта. Видеометрия выполняется для визуального выявления зон повышенной трещиноватости в известняках и оценки качества соединения обсадных труб. Погрешности измерений не должны превышать пределов, указанных в «Инструкции по проведению ГИС». По результатам ГИС будет составлена сводная геофизическая диаграмма и построен геолого-геофизический разрез скважины. Технико-экономические показатели и проектные данные по скважине приведены в таблицах 5.7, 5.8.
 Таблица 5.7 Технико-экономические показатели

Показатели

Проектные данные

Назначение скважины

поисково-оценочная

Вид и тип используемых каротажных установок

СКС-1-АУ-01

Расстояние от базы предприятия до скважины, км

100

Группа дорог

2

Угол заложения скважины к горизонту

90°

Таблица 5.8 Проектные данные по скважине, комплекс и условия выполнения геофизических работ. Исследования в масштабе 1:200

Номер скважины

Метод каротажа

Интервал каротажа, м

Объем ГИС, п.м.

1

ГК

0-65

65

КС (2 зонда)

16-65

49

кавернометрия

0-65

65

резистивиметрия

10-65

55

видеометрия

0-65

65

Геофизические исследования в скважине будут выполняться силами подрядной организации.

Опытно-фильтрационные работы (ОФР)

Целью ОФР является изучение водообильности и фильтрационных свойств целевого водоносного горизонта и оценки качества подземных вод. Учитывая требования технического задания, особенности проведения буровых работ и опыт ОФР на других объектах, для решения поставленных задач проектом предусматривается проведение прокачки скважины и опытной откачки.
1) Прокачка скважины
проектируется для подготовки скважины после бурения к проведению ОФР с целью максимальной очистки ствола скважин от бурового шлама, восстановления естественного состояния пород в прифильтровых зонах, оценки возможной производительности скважины и понижения уровня, определения оптимальной конструкции водоподъемного оборудования при последующей откачке. Прокачка выполняется эрлифтом от 1 компрессора при спуско-подъемных операциях посредством лебедки буровой установки с ДВС. Диаметр водоподъёмных труб 108 мм, диаметр воздушных труб 50 мм. Продолжительность одной прокачки, исходя из опыта работ, составляет 1 сутки (3,43 бр/см). После возмущения водоносного пласта (прокачка) требуется контроль за полнотой восстановления уровня в горизонте с целью достоверного определения времени возможного начала последующей опытной откачки, предварительной оценки степени возмущения горизонта и фильтрационных параметров. Как правило, после прокачек восстановления уровней до исходных статических (перед прокачкой) не наблюдается, так как на их положение оказывает влияние естественный режим снижения или повышения уровней в горизонте в целом. Истинный статический уровень после прокачки может быть как существенно выше, так и ниже по сравнению с уровнем перед прокачкой. В связи с этим возможность начала откачки определяется не только по абсолютной величине положения восстановленного уровня, но и по величине темпа (скорости) восстановления. По опыту работ установлено, что при темпе восстановления 1-2 см в час, возможно переходить к собственно откачке, а наложение на откачку незначительного темпа восстановления не приводит к существенным ошибкам в определении расчетных параметров. В случае начала откачки до установления указанного темпа восстановления, влияние восстановления на определяемые параметры весьма существенно, ошибка может достигать 20-30%. Чрезмерное «затягивание» начала откачки приводит к непроизводительным затратам (простоям откачечной бригады). После прокачки, по данным наблюдений за восстановлением строятся полулогарифмические графики зависимости , что позволяет предварительно оценить фильтрационные параметры водоносных горизонтов, определить оптимальность полученного при прокачке дебита применительно к фильтрационным свойствам горизонта («полнота» возмущения горизонта), уточнить конструкцию водоподъемного оборудования для откачки и обосновать оптимальную частоту измерений уровней при откачке. Исходя из вышеизложенного, продолжительность наблюдений за восстановлением уровня после прокачки составит 1 сутки (3,43 бр/см).
2) Опытная откачка
 выполняется с целью определения фильтрационных параметров целевого водоносного горизонта, оценки его водообильности и качества подземных вод. Откачка производится погружным насосом ЭЦВ6-10-110 с питанием от передвижной электростанции. Продолжительность откачки, с учетом опыта работ, составляет 3 суток (10,29 бр/см), наблюдений за восстановлением уровня после откачки – 1 сутки (3,43 бр/см). Для оценки качества подземных вод в конце откачки из скважины отбирается проба воды. Опытно-фильтрационные работы в поисково-оценочной скважине будут выполняться силами подрядной организации.

Отбор проб подземных вод и лабораторные исследования проб воды

Для изучения химического состава и качества подземных вод предусматривается отбор 1 пробы воды из поисково-оценочной скважины в конце опыта при проведении ОФР. Лабораторные исследования водных проб выполняются аккредитованными лабораториями:
  • 1 общий химический анализ воды и определение отдельных микрокомпонентов (фтор, марганец, бор, алюминий, медь и полифосфаты).
  • Определения элементного состава 1 пробы воды. Используемые лабораторией методы атомной спектрометрии (масс-спектральный с индуктивно-связанной плазмой и атомно-эмиссионный индуктивно-связанной плазмой) позволяют определить 70 элементов, но при характеристике качества воды учитываются только те нормируемые элементы, определения которых предусматривается этим методом (определение содержания элементов по ГОСТ Р-51309-99).
  • 1 определение цианидов.
  • определение качества подземных вод на соответствие СанПиН 2.1.4.1074-01 и СанПиН 2.1.4.2580-10, включая определение химических элементов и вредных веществ, в том числе: нефтепродуктов, ПАВ, фенольного индекса, линдан, ДДТ, 2,4-Д, определение радиологических показателей (удельные суммарные альфа-активность и бета-активность, радон-222), микробиологические показатели. Данным видам анализа будет подвергнута 1 проба воды.
Объёмы лабораторных исследований приведены в таблице 5.8.
Таблица 5.8 Лабораторные исследования

Виды химических анализов

Количество анализов

Общий химический анализ

1

Определение микрокомпонентов

1

Соответствие СанПиН 2.1.4.1074-01

1

Микробиологический анализ

1

Анализ органических соединений

1

Радиологический анализ

1

Определение микрокомпонентов

1

Анализ органических соединений (цианиды)

1