П. А. Личевский, П. М. Угрюмов. О методике подготовки гидрогеологических скважин к опробованию и эксплуатации

На территории Ростовской области ежегодно строительные организации (Сельхозводстрой, Промбурвод и др.) передают сельскому хозяйству и промышленным предприятиям около 400 буровых на воду скважин. Казалось бы, что при таком ежегодном приросте числа скважин па воду, водопотребность всех потребителей на сегодняшний день должна быть полностью удовлетворена. Однако при обследовании действующих водозаборов установлено, что фактический прирост не превышает 200 скважин в год. Половина гидрогеологических скважин, сооружаемых для водоснабжения, имеют крайне незначительный срок службы (3-4 года).

Основываясь на результатах длительного обследования (1962-1968 гг.) условий существующего водоснабжения на территории Ростовской области, которое было выполнено Ростовской КГЭ ВДТГУ, можно сказать, что основными причинами выхода из строя гидрогеологических скважин является снижение дебита в результате воздействия физико-химических и механических процессов, протекающих в скважинах. К основным явлениям, влияющим на работу фильтров и в целом скважины можно отнести: сопротивление фильтрующих поверхностей, зависящее от ее общей площади, размера отверстий, их формы и расположения их на фильтре, а также от скважности и подбора фильтрующей сетки; механическое закупоривание части отверстии при установке фильтра и последующем выносе породы при отборе воды из пласта; физико-химические явления, вызывающие уменьшение дебита скважины и коррозию стенок фильтровой колонны. Известны случаи песковавия скважин из-за механического повреждения фильтров в процессе их установки, что также приводит к быстрому выходу скважин из строя. Разрыв во времени между окончанием строительства скважин и ввода их в эксплуатацию также отрицательно сказывается на их производительности и сроках службы.

Кроме того, в большем числе скважин, бурящихся при разведочных работах колонковым способом с глинистой промывкой, в результате плохой разглинизации водоносного горизонта уже при опробовании отмечается значительное снижение производительности, что не отвечает истинной водообильности горизонта и приводит к отказу от эксплуатации скважины.

Отмеченное выше, является результатом того, что при сооружении гидрогеологических скважин, оборудовании их и подготовке к опробованию и эксплуатации игнорируются факторы, имеющие решающее влияние на производительность и долговременность службы скважины. Эти факторы можно разделить на естественные и искусственные. К естественным факторам относятся гидрогеологические особенности участка заложения скважин. К искусственным - неправильная конструкция скважин, выбор типа и материала фильтров, выбор способа бурения и посадки фильтра и т. д.

В соответствии с изложенным, при сооружении скважин на воду должны соблюдаться следующие технико-экономические требования:

1) нормальная работа скважины в течение длительного времени (до 20 лет);

2) удобство проведения ремонтных работ (смена насоса, фильтра и др.);

3) высокое качество каптажа водоносного горизонта (тщательное перекрытие его от загрязнения и переливов воды из других водоносных горизонтов);

4) минимальные сопротивления в фильтре и прифильтровой зоне в процессе эксплуатации, отсутствие пескования скважины.

В настоящее время почти вес сооружаемые скважины не отвечают этим требованиям.

Примером зависимости производительности скважин от выбора способа бурения являются скважины Морозовского и Тацинского участков разведки подземных вод, где водовмещающие породы представлены мелкозернистыми песками. На Морозовском месторождении удельный дебит скв. 24, пройденной колонковым способом с глинистой промывкой, составил 0,1 л/сек., а удельный дебит скв. 22 и 26, пройденный рядом со скв. 24 ударным способом, составил 0,2-0,3 л/сек.

Значительное увеличение производительности скважин отмечено и после замены керамических и гравийно-клеевых фильтров (после тщательного анализа гранулометрического состава водовмещающих пород) сетчатыми фильтрами, квадратного плетения. Такая замена дала увеличение удельного дебита скв. 30, 33, 34, 35 почти в два раза с 0,1-0,18 до 0,22-0,48 л/еек.

Скв. 6, пройденная на Тацинском месторождении колонковым способом с глинистой промывкой, несмотря на все попытки разглинизации водоносного горизонта различными способами (свабирование, промывка чистой водой по затрубному пространству, через фильтр и т. д.) оказалась практически безводной, в то время как удельный дебит скв. 9, пройденный в аналогичных условиях всухую и посадкой фильтра с гидроразмывом чистой водой, составил 0,14 л/сек. Производительность этой скважины при они Кении уровня на 15 м была равна 2,1 л/сек. или 180 м³/сут., что позволяет полностью обеспечить суточную водопотребность в хозяйственно-питьевой воде фермы крупного рогатого скота на 1000 голов.

Примеров, подобных приведенным выше, имеется много и все они говорят о том, что при подготовке гидрогеологических скважин к опробованию и эксплуатации следует очень тщательно, в полном соответствии с местными гидрогеологическими условиями, подбирать способы бурения скважин, их конструкцию, методику установки фильтров, конструкцию фильтров и материалы, из которых они изготавливаются. Необходимо также всемерно использовать геофизические методы для определения точных границ залегания водоносного горизонта для расчета длины рабочей части фильтра и интервалов его установки.

Правильная и тщательная подготовка скважин к эксплуатации позволит значительно сократить ежегодные затраты, вкладываемые в бурение гидрогеологических скважин за счет повышения их дебитов и увеличения производительности срока действия без ремонтно-восстановительных работ.