- ¿Por qué cimentar el pozo?
- Etapas de la fuente de agua de cementación.
- El proceso de formación de la piedra de cemento.
- Evaluación de la calidad del cemento.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
¡Ayuda al desarrollo del sitio, compartiendo el artículo con amigos!
Después de perforar un pozo en suelos arenosos sueltos, se establece un escenario para fortalecer los tubos de revestimiento. Al mismo tiempo, el barril debe protegerse contra daños, efectos corrosivos del agua subterránea, corrosión y otros fenómenos negativos. Estamos hablando de un proceso así como de cementación.
Es bastante difícil realizar el trabajo de cementación de forma independiente, pero es posible, si tiene conocimiento sobre la tecnología del evento. Le informaremos por qué necesita realizar la cementación y a qué debe prestar atención cuando trabaje. Para mayor claridad, el material contiene fotos y videos temáticos.
¿Por qué cimentar el pozo?
La cementación de pozos es un proceso que sigue inmediatamente después de la finalización de las operaciones de perforación. El procedimiento de cementación consiste en inyectar un mortero de cemento en el anular o anular (si la tubería de revestimiento se coloca a su vez en un tubo más ancho de polietileno), que eventualmente se endurece, formando un pozo monolítico.
El mortero de cemento en este caso se llama "cementación", y el proceso en sí es "taponamiento". Un proceso de ingeniería complejo, llamado tecnología de cementación de pozos, requiere cierto conocimiento y equipo especial.
En la mayoría de los casos, las fuentes de agua se pueden taponar con sus propias manos, lo que es mucho más barato que atraer especialistas.
Cementación de pozos: un conjunto de medidas destinadas a fortalecer el anillo y la envoltura de la presión lateral destructiva de las rocas y el impacto de las aguas subterráneas.
El taponamiento adecuado de los pozos de agua contribuye a:
- asegurando la fortaleza de la estructura del pozo;
- protección del pozo de aguas subterráneas y altas;
- reforzando la carcasa y protegiéndola de la corrosión;
- aumentar la vida de la fuente de agua;
- eliminación de poros grandes, huecos, huecos a través de los cuales pueden ingresar partículas no deseadas al acuífero;
- Desplazamiento del cemento de lodo de perforación, si el primero fue utilizado durante la perforación.
La calidad del agua producida y las características operativas del pozo dependerán de la forma en que se realice la cementación. Además, la cementación se realiza para los pozos que se están liquidando, que ya no se operarán.
La cementación se lleva a cabo para instalaciones de captación de agua en racimo diseñadas para proporcionar agua a los asentamientos. En el sector privado, los puntos de ingesta de agua se cementan en casos raros. 
El fortalecimiento de la posición de la perforación del pozo mediante cementación se realiza si la perforación se realizó en suelos sueltos y sueltos que no son capaces de "sostener" la pared de la cubierta. 
El espacio anular se cementa si existe una probabilidad de penetración de inundaciones y aguas residuales que fluyen a lo largo del pozo hacia el acuífero 
Llenar el barril con cemento, es decir. tapando el pozo, si no se explotará más la ingesta de agua
Etapas de la fuente de agua de cementación.
Todo el proceso de cementación consta de varias etapas, cada una de las cuales tiene sus propios matices:
- Preparación de lechada de cemento para rellenar el anillo.
- Alimentar el cemento preparado al pozo.
- Inyección de cemento en suspensión en el anillo.
- El período de endurecimiento del mortero de cemento.
- Verificar la calidad de la cementación.
Cada etapa requiere el uso de ciertas herramientas y equipos especiales. Los cálculos de los materiales necesarios se realizan mejor antes del comienzo de los trabajos de inyección, ya que el proceso de taponamiento debería durar de manera continua y si, por ejemplo, no tiene suficiente mortero de cemento, esto afectará más negativamente la calidad de la cementación. Vamos a considerar las etapas más importantes con más detalle.
En casos raros, los acuíferos no necesitan cementación, estamos hablando de pozos, cuya profundidad total tiene lugar en suelos arcillosos densos.
Etapa №1 - preparación de equipos
Todos los trabajos en pozos de cementación deben realizarse estrictamente de acuerdo con los requisitos técnicos, cuya violación dará lugar a una cementación de mala calidad.
Al comenzar a tapar un pozo, debe saber que este es un proceso irreversible, es imposible arreglar nada después del inicio de suministrar la solución al anillo del pozo, por lo tanto, el trabajo preparatorio, es decir, la preparación de la solución de cementación y la elección del equipo, ¡debe abordarse de la manera más responsable posible!
La forma más fácil y efectiva es alquilar equipos en una plataforma de vehículos. Dicho complejo podrá preparar un mortero de cemento y bombearlo a presión bajo presión, mientras que la fuente de energía para el funcionamiento del equipo es un potente motor de automóvil.
Si el uso de unidades basadas en vehículos especiales no es posible, entonces necesitará:
- mezclador para la preparación de mortero de cemento;
- Bomba de alta presión que bombea la solución al pozo;
- Cabezal de cementación para inyección de la solución en el pozo;
- tapones de cebado (la cantidad depende del método de cementación);
- Varios pequeños inventarios (mangueras, tanques de medición).
Como manguera, muchos expertos recomiendan que, en lugar de las tuberías de HDPE tradicionales con un diámetro de 32 cm, utilicen una manguera flexible contra incendios. Es plano y pasa perfectamente al espacio anular, proporcionando un flujo de solución eficaz.
El equipo para cementar pozos tiene grandes dimensiones y requiere una fuente de energía potente, como un compresor, un generador, acceso ininterrumpido a la red eléctrica.
Etapa 2 - Preparación de la solución.
Lodo de cemento para cementar un pozo debe cumplir con una variedad de requisitos y tener:
- Altas propiedades adhesivas con superficies de cualquier tipo;
- alta resistencia después del curado, resistencia a la tensión mecánica;
- ductilidad y buena fluidez para rellenar todas las grietas y vacíos;
- neutralidad química con respecto a las capas de suelo obstruidas;
- resistencia a la erosión por aguas subterráneas;
- No se contrae durante el endurecimiento.
Además, la solución debe tener una consistencia para que pueda entregarse al pozo sin problemas y ser bombeada. La solución debe lavarse bien con el equipo, no ser químicamente agresiva y tener un coeficiente de pérdida mínimo durante el transporte al pozo.
El lodo de cemento usado debe tener una estructura suficientemente líquida para llevar a cabo el bombeo por medio de equipos de inyección y al mismo tiempo tener características de alta resistencia
El proceso de preparación del mortero de cemento para tapar consiste en la mezcla uniforme de los componentes que lo componen, seguido de verter agua en él, con aditivos especiales previamente disueltos en él.
Las soluciones más simples que puedes prepararte son:
- Cemento Portland + arena de cuarzo (1: 1) + aditivos especiales y agua para obtener la consistencia deseada. Tal solución tiene una densidad baja, y su preparación es difícil, porque La arena que forma parte de la composición a menudo precipita y la aplicación de la solución se vuelve imposible.
- Cemento Portland + barita (1.1: 1) + aditivos especiales y agua. La desventaja de esta solución es la baja resistencia.
- Cemento Portland + Relleno. El asbesto se utiliza como relleno (en suelos arenosos), materiales fibrosos.
Para la preparación de la mezcla de cemento, lo mejor es usar cemento Portland de lechada, que es un tipo de cemento a base de silicatos.
Dicho cemento, por supuesto, es más caro que el cemento Portland ordinario, pero sus características de resistencia son mucho más altas que las del cemento ordinario. La barita es un mineral pesado que aumenta la densidad de la solución. La barita se puede comprar en una ferretería que vende materiales de construcción a granel.
Debajo de los aditivos especiales que forman parte de las soluciones de cementación, entienda las diversas sustancias que otorgan propiedades especiales a la solución.
Estos incluyen:
- aceleradores de fraguado del cemento (cloruro de calcio, ceniza de sosa, potasa), usados si el cementado ocurre a una temperatura inferior a +5 grados;
- retardantes utilizados para prevenir el endurecimiento rápido (estos son cloruros de calcio o sodio, nitrito de sodio, etc.);
- plastificantes para viscosidad óptima (modificadores de polímeros);
- aditivos resistentes a las heladas (compuestos de silicona, junto con plastificantes);
- Aditivos que absorben la humedad (sustancias derivadas de compuestos que pertenecen a los grupos de azúcar, ácido cítrico, tartárico y tetraoxi adípico), etc.
Los aditivos especiales se agitan en agua, que posteriormente se utiliza para preparar la suspensión de cemento. Mezclar la solución utilizando máquinas especiales - mezcladoras. A veces se permite la mezcla manual, pero requiere cierta habilidad y gran esfuerzo.
La piedra de cemento, formada durante el endurecimiento del cemento Portland, tiene propiedades de alta resistencia, puede soportar el estrés, los efectos mecánicos y físicos.
Etapa número 3: verter la solución en el pozo
Los principales métodos de cementación de pozos son:
- sólido o de una sola etapa;
- dos etapas
- puño
- lo contrario.
Todos los métodos de cementación de pozos de agua se basan en un principio: la inyección de suspensión de cemento en el anillo. Al mismo tiempo, la elección de la tecnología de cementación depende de condiciones específicas: tipo de suelo, profundidad del pozo, material de revestimiento, condiciones climáticas e hidrogeológicas del área.
La tecnología seleccionada para tapar un pozo en el agua debe proporcionar:
- Llenando todo el pozo con la solución a toda profundidad;
- Desplace completamente el fluido de lavado (si lo hubiera);
- la creación de piedra de cemento de alta resistencia, resistente a influencias físicas, mecánicas y químicas;
- Alta tasa de adherencia con las paredes del suelo del pozo, tuberías de revestimiento.
Para pozos profundos, se utiliza la cementación segmentaria, es decir, no toda la perforación está cementada a la vez, sino solo sus segmentos individuales.
Este proceso es muy complejo y la práctica demuestra que es casi imposible ejecutarlo por su cuenta. Por lo tanto, echamos un vistazo más de cerca a la tecnología de cementación de labios de una y dos etapas.
Cemento de una sola etapa o sólido.
Este método se utiliza con mayor frecuencia para cementar pozos que contienen agua doméstica. Durante su implementación, la solución de cementación se bombea hacia el anillo.
La solución se bombea a presión utilizando un equipo que está instalado en la plataforma de un automóvil especial o estacionario cerca del pozo. La solución de cemento bajo su propia gravedad se mueve hacia la base “amortiguadora” de la carcasa, llenando todas las cavidades anulares.
El trabajo en la cementación de una sola etapa se lleva a cabo en un ciclo sin interrupción, por lo que debe cuidar una cantidad suficiente de lechada de cemento
Antes de comenzar la cementación, el pozo se vacía y luego se inserta el tapón inferior, que actuará como un tapón. La bomba de hormigón se enciende y comienza la inyección de la solución de tapón, bajo la influencia de la cual desciende el corcho hasta que llega a la “zapata” de la carcasa.
Después de la inyección de la solución, el tapón superior se instala y la mezcla de cemento comienza a compactarse, hasta que el tapón superior se apoya en el tapón inferior. Esto significará que la solución ha llenado todo el anillo. La compactación se realiza mediante vibroprensa al bombear la solución con una bomba de concreto.
El pozo cementado se deja reposar durante 36-48 horas para completar la solidificación de la solución. Este método solo es adecuado para pozos poco profundos con la misma configuración. La desventaja de este método es la incapacidad de rastrear el momento en que el mortero de cemento ha alcanzado el punto más bajo del pozo.
Sistema de llenado de dos etapas.
Este método de cementación fue desarrollado para pozos de la industria petrolera. Debido al hecho de que requiere el uso de equipo industrial serio (bomba de hormigón de alta potencia), no se usa a menudo en la construcción de pozos. La cementación en dos etapas se utiliza en los siguientes casos:
- la lechada de cemento se deposita tan rápidamente que la cementación no se puede completar en un ciclo;
- cuando es necesario distinguir dos áreas en el anillo, que están separadas por una distancia considerable;
- con una gran profundidad del pozo, cuando es imposible realizar el trabajo en un ciclo.
En otros casos, el uso de un método de dos etapas no es práctico debido a la duración del proceso y los indicadores económicos.
Cementación en dos etapas durante más tiempo, ya que la segunda etapa comienza después del completo endurecimiento de la lechada de cemento de la primera etapa
El principio de la cementación en dos etapas se basa en el hecho de que el cemento se bombea hacia el anillo en dos pasos.
La primera porción de la lechada de cemento se carga y se presiona. El tope inferior se baja, lo que, por la acción de la solución, deja caer el tope al fondo. La segunda porción de la solución se bombea en 12-36 horas, después de la solidificación final de la primera porción.
En la práctica de la perforación profunda de pozos artesianos en presencia de capas absorbentes en la parte superior de la sección geológica y en otros casos, se utiliza la cementación de dos etapas.
El uso de un método de manga.
Este método de cementación se utiliza si es necesario reforzar solo la parte superior del pozo. En este caso, la tarea inicial será determinar el nivel al que se llevará a cabo la cementación.
El nivel está marcado en la carcasa instalando un brazalete especial. La parte inferior de la alineación está protegida de manera confiable por un manguito contra la penetración de la solución de taponamiento.
La solución se bombea de la misma manera que en la cementación de una sola etapa. El método del manguito se usa si la parte superior del pozo está ubicada en suelos arenosos y la parte inferior está en suelos arcillosos. Esto es bastante raro, por lo que este método no ha encontrado una aplicación amplia.
El proceso de formación de la piedra de cemento.
El proceso de formación de la piedra de cemento comienza inmediatamente después de la inyección de la solución de taponamiento y dura de 12 a 36 horas. Los principales factores que afectan la duración de la solidificación de la solución al estado de la piedra de cemento son:
- propiedades de los componentes incluidos en la solución;
- suelo, material de revestimiento;
- Condiciones hidrogeológicas y climáticas en el sitio;
- Densidad de inyección, la correcta implementación del proceso de taponamiento.
Durante el período de solidificación, es necesario dejar el pozo en reposo. Está prohibido utilizar cables, palancas, cables para evaluar la calidad de la cementación, porque Esto puede comprometer la integridad de la piedra de cemento resultante.
Si no sabe cuánto tiempo lleva la colocación completa del mortero de cemento, espere tres días y continúe con las medidas de control.
Evaluación de la calidad del cemento.
Cabe destacar que, a pesar de que la evaluación de la calidad de la cementación de pozos con agua es una etapa muy importante, es imposible realizarla usted mismo.
Para su implementación, se requiere equipo especial de laboratorio, que rara vez se encuentra incluso en organizaciones que se dedican a la perforación.
Si aún tiene la intención de realizar una evaluación de la conexión, puede solicitar el servicio de control de calidad de una de las siguientes tres maneras:
- acústica, basada en derribar las paredes de la carcasa, con el procesamiento posterior de los datos obtenidos por los programas informáticos;
- Radiológicos, al medir con dispositivos de radio;
- Térmico, basado en el principio de medir el calor liberado durante el endurecimiento del mortero de cemento.
En condiciones de "hogar", puede utilizar el método térmico simplificado midiendo la temperatura en las paredes del pozo. Cuando se iguala a la temperatura ambiente y desciende de 0, 5 a 1, 5 grados, podemos hablar de una solidificación completa. Sin embargo, incluso después de eso, se recomienda esperar 2-3 días y solo entonces poner el pozo en funcionamiento.
Después de completar la prueba, la cabeza del pozo se limpia de residuos de mortero de cemento con la ayuda de un estrangulador. Luego se realiza una prueba de fugas, para lo cual se bombea agua a alta presión en el tubo del pozo durante 30 minutos. El criterio de estanqueidad será una disminución de la presión de aproximadamente 0, 3-0, 5 MPa. Ahora el pozo está completamente listo para su uso.
La estanqueidad del taponamiento aumenta el débito del pozo, aumenta la vida útil de las cuerdas de la cubierta, protegiéndolas de la corrosión, así como la fuente de agua en sí.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
В ниже представленных видеороликах речь идёт о скважинах в нефтегазовой отрасли, но принцип технологии производства работ такой же, как для водоносных скважин.
Процедура одноступенчатого цементирования скважины:
Специфика производства манжетного цементирования:
Технологические особенности двухступенчатого цементирования:
Цементирование – сложный процесс, требующий применения специализированной техники. Однако это не говорит о том, что провести его самостоятельно невозможно. Выбрав и правильно приготовив тампонажный раствор, используя минимальный набор агрегатов, с работой вполне можно справиться самостоятельно.
В любом случае эксплуатация скважины без укрепления ствола цементом не будет долгой, а затраты на бурение нового водоисточника будут ничуть не меньше.
Если после изучения материала у вас остались вопросы о том, как правильно зацементировать скважину после бурения, или вы обладаете ценными знаниями по данному вопросу, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.