Диагностика водозаборных скважин

19.07.2011

Под эффективной работой существующих водозаборов подразумевается такой вариант, при котором одновременно достигается поставленная цель (оптимальный водоотбор) и сохраняется заданная гидрогеологическая обстановка. Действительно, на стадии эксплуатации капитальные затраты уже сделаны (скважины сооружены и оснащены водозаборным оборудованием), водозабор работает. Число, конструкция, местонахождение скважин изменить нельзя. В этом случае основным критерием оценки становится экономический (например, удельный расход электроэнергии), а искомым параметром – оптимальное распределение дебитов между действующими водозаборными скважинами. Важнейшим моментом в процессе оптимизации является диагностика водозаборных скважин. Под диагностикой следует понимать комплекс мер по установлению и изучению признаков, характеризующих техническое состояние этих сооружений для прогноза возможных отклонений и предотвращения нарушений нормального режима их работы.
Многолетний опыт проведения разведочного бурения вблизи существующих эксплуатационных скважин показал, что геолого-гидрогеологические условия, указанные в паспортах этих скважин, нередко существенно искажены. Это вызвано рядом обстоятельств. Во-первых, отсутствием в буровых организациях квалифицированных специалистов (геологов, гидрогеологов, геофизиков). Во-вторых, при сооружении эксплуатационных скважин мелкими буровыми организациями каротажные геофизические исследования зачастую не производилось. Наконец, искажение геологической документации связанно с корыстной практикой завышения категорий по буримости пройденных пород. Более того, по тем же причинам в ряде скважин глубина по паспорту превышает их фактическую глубину, а сами скважины оборудованы на вышезалегающие по сравнению с паспортными данными водоносные горизонты. Неудивительно, что в таких случаях оказывалась искаженной информация по испытанию скважин (динамический уровень, понижение уровня и др.) и глубине установки водоподъемного оборудования. Зачастую взамен вышедшей из строя скважины сооружалась новая без соответствующего документального оформления. Кроме этого, нередки случаи полной утраты документации на действующие в хозяйствах скважины.
Отсутствие специальных наблюдений за эксплуатацией этих водозаборных скважин либо их групп приводит к преждевременному истощению запасов подземных вод и их загрязнению, к потере ценного источника сведений о состоянии как окружающей среды (гидросферы), так и о техническом состоянии самих скважин. Последнее приводит к преждевременному выходу скважин из строя.
Как известно, производительность скважин со временем уменьшается, а величина гидравлического сопротивления их фильтрующих элементов увеличивается. Изменение прифильтрового пространства скважин в процессе их эксплуатации носит название кольматации. Последняя имеет сложную механическую, физико-химическую и биологическую природу. Следовательно, стоимость добываемой воды постоянно возрастает по причинам роста затрат на ремонт фильтрующего элемента, замену вышедших из строя насосов и более глубокую их установку. Поэтому для снижении себестоимости добываемой воды важны регулярные замеры динамического уровня в процессе эксплуатации скважины. Только при этом условии по характеру изменения удельного дебита возможно подсчитать время полного срока службы скважины, при котором эксплуатация является экономически целесообразной.
В качестве эффективной меры по устранению фактического состояния скважин и снижению необоснованных затрат при их эксплуатации предлагается регулярное проведение диагностических исследований в действующих водоразборных скважинах.
Диагностика водоразборных скважин включает комплексное гидрогеологическое обследование и экспресс-опробование водоразборной скважины. Обычно обследованию скважины предшествует сбор архивной и фондовой информации как по самой скважине, так и по геолого-гидрогеологическим условиям участка обследуемого водозабора. Путем опроса лиц, ответственных за эксплуатацию скважин, добывается информация о режиме и отклонениях от норм в работе скважин, их ремонтах, замене насосов и так далее, в течение всего срока их службы. В процессе опробования водоразборной скважины фиксируются основные гидрогеологические характеристики (дебит, статический и динамический уровни) и физические свойства откачиваемой воды. Одновременно на полулогарифмической клетчатке строится индикаторный график временнóго прослеживания понижения либо восстановления уровня.
Обработка результатов опыта проводится графоаналитическим способом по методу Тейса либо Джейкоба. Полученные таким образом расчетные гидрогеологические параметры (водопроводимость пласта, коэффициент пьезопроводности, показатель гидравлического несовершенства скважины) подвергаются всестороннему анализу и в дальнейшем используются для расчета оптимальной прогнозной производительности каждой действующей скважины.
В результате обследования определяется до 16 параметров скважины, в том числе гидрогеологические (дебит, удельный дебит, статический и динамический уровни, водопроводимость и т. д.), технические (тип, конструкция, гидравлическое сопротивление фильтра, техническое состояние самой скважины и др.) и экономические (расход электроэнергии на подъем 1 м3 воды). Полученная при этом информация позволяет составить объективный прогноз изменения производительности скважины и наметить меры по их реконструкции и водозабора в целом.
Таким образом, регулярное (раз в один-два года) проведение диагностики водозаборных скважин позволяет с достаточной достоверностью не только восстановить документацию и оценить техническое состояние самих скважин и окружающей их гидросферы, но и составить прогноз изменения этих систем при их взаимодействии, установить экономически целесообразный срок эксплуатации скважин и дать рекомендации по оптимальному режиму их эксплуатации, что в конечном итоге позволяет улучшить качественные, количественные и экономические параметры водоотбора.

ГеоМониторинг, ООО - Борис