Изливающиеся скважины: чем они опасны и что с этим делать

Статья посвящена проблемам разобщения горизонтов в затрубном пространстве обсадных колон при ремонте и ликвидации скважин. Рассматриваются причины возникновения заколонных перетоков, последствия грифонообразований и способы их предупреждения и ликвидации на примере геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые, разведочных и эксплуатационных скважин на воду, инженерно-изыскательских и технологических, пробуренных в разные годы скважин, ликвидированных и не ликвидированных после выполнения своего назначения, а также их негативное воздействие на окружающую природу, водоносные горизонты, затраты при их ремонте и ликвидации.

Несмотря на развитие и совершенствование геофизических методов, скважины остаются основными прямыми источниками получения информации о геологии и гидрогеологических условиях земной коры, о состоянии физико-механических свойств горных пород при проектировании и строительстве производственных объектов и объектов инфраструктуры. Скважина — это пока единственно возможное сооружение для добычи подземных вод, а также нефти и газа. Все чаще используют скважины при изучении экологической ситуации на загрязненных территориях.

Негативные особенности бурения скважин 

Основной негативной особенностью бурения является тот факт, что все скважины, проходя через горные породы и водоносные горизонты, различные по своим физико-механическим свойствам и составу, становятся на время (в основном на неопределенно длительное время) проводящими каналами. В наибольшей степени от этого страдают подземные воды. Благодаря пробуренным скважинам вмещающие воду породы соединяются, меняя гидродинамические и химические параметры вскрытых водоносных горизонтов. А если скважины вскрывают напорные водоносные горизонты, то негативное воздействие на окружающую природу только усиливается. Образование заколонных перетоков в изливающихся скважинах способствует размыву и заболачиванию прилегающих территорий, истощению и загрязнению водоносных горизонтов, засолению почв и водоемов, в которые происходит разгрузка этих вод.

Словарь
Заколонный переток
— система микро- и макротрещин, полостей отслаивания и каверн, образовавшихся в теле цементного кольца и пласта, а также на контактах пласта с цементом и цемента с обсадной колонной.
Грифоны — это неконтролируемое поступление нефти, газа и воды из высоконапорных горизонтов на поверхность по естественным и искусственным каналам, происходящее в результате нарушения естественной герметичности залежей нефти и газа или нарушения герметичности стволов скважин при бурении и эксплуатации.

Неконтролируемые изливы 

По причинам возникновения неконтролируемых изливов скважины можно условно разделить на три категории:

1. Скважины водозаборные, обустроенные на напорный водоносный горизонт и пришедшие в аварийное состояние в результате разрушения обсадных колон и цементного камня в затрубном пространстве под воздействием коррозии и динамических нагрузок во временном диапазоне.

2. Скважины на напорные водоносные горизонты с некачественной изоляцией затрубного пространства или ее отсутствием при бурении и обустройстве.

3. Геологоразведочные и изыскательские скважины (инженерно-геологические), вскрывшие напорный горизонт, и не ликвидированные или некачественно ликвидированные после выполнения своего назначения.

Скважины первой категории

К этой категории относятся водозаборные скважины, пробуренные несколько десятков лет назад. Это скважины старого, еще советского фонда, выведенные из эксплуатации по причине их аварийного состояния и не ликвидированные. Со временем произошли разрушения цементного камня в заколонном пространстве, коррозия обсадных труб, потеря их герметичности и, как следствие, на устье скважин и на прилегающей к ним территории образовались грифоны (рис. 1, 2).