Пример использования шумометрии, Алматы

Один из примеров использования шумометрии - изучение режима работы и технического состояния эксплуатационной скважины в составе водозаборного куста.

Заключение

о результатах шумометрического обследования

гидрогеологической скважины

Сведения о скважине.

Местонахождение

Водозабор “Калкаман”

№ скважины

102Д

Год сдачи в эксплуатацию

1991

Режим эксплуатации: в составе куста или изолированная

В составе куста из 3 скважин

Параметры надфильтровой (технологической) колонны:

- диаметр:

- диапазон глубин загрузки:

- характер крепления:

325мм.

+0,4 - 112м.

Цементация интервала 0 - 145м.

Параметры фильтровой (эксплуатационной) колонны:

- диаметр:

- диапазон глубин загрузки:

- характер крепления:

- фильтровые интервалы:

168мм.

112 - 300м.

Гравийная засыпка.

157,6 - 167,9; 201 - 222,9;

234,1 - 254,3; 279,7 - 288,9м.

Глубина забоя:

297м.

Геологическая характеристика разреза:

Переслаивание валуно-галечников и песков.

Способ активизации скважины:

естественный водоизлив, откачка, водоналив, депрессия от соседних скважин, прочее.

Депрессия от соседних скважин.

Цели работ согласно техзаданию

Выяснение причин выноса песка насосом в систему водоснабжения.

Решаемые задачи

1. Определение глубины забоя.

2. Выявление акустических аномалий, их идентификация с элементами конструкции скважины.

Дополнительные задачи, возникшие в ходе работ

1. Детализация выявленных аномалий.

2. Выяснение направления перетока воды в стволе.

3. Построение механической модели крепи скважины в зоне трубного перехода.

Методика исследований.

Шумометрия по точкам с шагом 5м при рекогносцировке и с шагом 1м при детализации. Измерения в октавных частотных окнах с серединой в 2,4,8,16 и 32кГц. Дополнительное воздействие откачкой насосом при выяснении направления перетока по стволу.

Результаты обследования

Рекогносцировкой выявлены две аномальные зоны - в призабойной области и на глубине порядка 110 метров (см. Приложение 1), в промежутке между ними уровень шума близок к фоновому, водоизлива на поверхность нет. Все это свидетельствует о наличии вертикального движения воды по стволу без заколонных перетоков. Характер шумов в призабойной зоне говорит о процессе барботажа песчаной взвеси в потоке воды, а значит - о проницаемости пробки, установленной на забое.

При уточнении верхней зоны течи (см. Приложение 2) обнаружена локальная течь на глубине 112 метров, которая выделяется на фоне распределенной течи в интервале от 110 до 120 метров. В конструкции скважины эта зона соответствует интервалу перекрытия обсадных колонн диаметрами 325 и 168мм.

При детализации нижней аномальной зоны обнаружены три локальных течи, по разному проявляющихся в частотном спектре сигнала. Течь “А” проявилась только на частотах в 2 и 4кГц, течь “В” - в диапазонах 2, 4 и 8кГц, а течь “С” - в высокочастотных диапазонах 8 16 и 32кГц. Это свидетельствует о последовательном уменьшении размеров шумящих источников. Шумящая область лишь частично соответствует одному из фильтровых интервалов (234,1 - 254,3м), а характер шумов сходен с шумом песка в струе воды. Это значит,что мы имеем дело с заколонными микроциркуляциями, а в затрубном пространстве существуют полости.

Отмеченный выше факт заставил более подробно изучить качество крепления ствола скважины, для чего в нее, на глубину 25 метров был опущен источник интенсивных механических колебаний, в качестве которого использован погружной насос “Малыш”. В Приложении 4 приведены результаты измерений, из которых следует, что на глубинах 160 метров и выше вплоть до зоны межтрубного перекрытия развиваются интенсивкые резонансные процессы, приводящие к перегрузке тракта регистрации во всех частотных диапазонах. Это означает, что выше 160-метровой отметки обсадная колонна диаметром 168мм практически не имеет механической связи со вмещаюшими породами и в ней развиваются интенсивные консольные колебания. Все это позволяет предположить, что обломочный материал из затрубья через верхний фильтр (157,6 - 167,9м) вынесен потоком воды внутрь ствола скважины. Мелкие фракции выносились насосом в систему водоснабжения, что послужило причиной остановки скважины, а крупные фракции осели на забой: глубина забоя на 14 метров выше проектной отметки.

Погружной насос использован и для определения направления перетока воды по стволу, выявленного в ходе рекогносцировки. Для этого шумометрический зонд был установлен вблизи забоя, на глубину 280 метров и включена откачка. Изменение уровня шума в ходе откачки приведено на втором графике Приложения 4. Его возрастание и дальнейшая стабилизация означают водоприток с забоя и отток воды в верхней части скважины, очевидно через межтрубный промежуток.

Выводы

1. Забой скважины находится на глубине 283 метра, что на 14 метров выше проектной отметки.

2. Выявлены две основные аномальные зоны. Верхняя зона соответствует интервалу перекрытия обсадных колонн, а нижняя - барботажным явлениям на забое, где происходит движение песчаной взвеси в восходящем потоке воды. В акустическом поле проявляются все зоны фильтров кроме интервала 201 - 222,9 метров, являющегося неактивным из-за отсутствия разности давлений.

3. Верхняя аномальная зона имеет участок локальной течи на глубине 112 метров, проявляющейся на фоне шумов,распределенных в интервале 110 - 120 метров, которые, вероятно, связаны с заколонными микроциркуляциями.

Нижняя аномальная зона разбита на ряд участков с шумами, характерными для заколонных микроциркуляций.

4. Направление перетока по стволу - восходящее.

5. Обсадная труба диаметром 168мм не имеет механической связи со вмещающими породами на интервале выше 160 метров вплоть до верхнего среза. Вероятная причина - вынос материала в ствол через верхний фильтр.

Рекомендации

Для обеспечения работоспособности скважина нуждается в чистке отстойника с углублением забоя до проектной отметки, а также в восстановлении герметичности межтрубного перекрытия в интервале 100 - 112 метров.

Составил Попов В.Б.