Минеральные воды располагаются в горизонтах осадочных пород, и считается таковой, если содержит не более грамма на литр жидкости. В случае более 50 гр/л она называется рассолом и требует специального разрешения для использования ее в качестве минерального напитка.
Подземные минеральные воды по сфере применения занимают значимое место. Подземные, так называемые рассолы высокой минерализации, залегают на больших глубинах. Необходимость их ориентирована на применение в бальнеологической, лечебно-профилактической сфере и в качестве столового напитка. В составе щелочных минеральных вод превалирует, в основном, сернокислая, углекислая известь и соли магнезия. Именно соли этих элементов являются полезными для метаболических заболеваний в организме, регуляции протеинов и углеводов. Они же препятствуют появлению воспалительных процессов, сокращают выработку пищеварительными железами кислоты и регулируют функцию кишечника. Под их воздействием, эти минеральные составляющие полностью усваиваются, что весьма полезно для людей тяжелого физического труда и увлекающихся спортом. Отвечая на вопрос, зачем нужна такая скважина и, естественно, минеральная вода, можно добавить, что минеральные напитки назначаются и при гастритах. Они нейтрализуют повышенную кислотность и содержание желудочного сока. Неполный перечень целебных возможностей высокоминерализованной воды и является основным мотивом бурения для их добычи.
Скважины на минеральную воду считаются самыми дорогостоящими и ориентированы на особые технологические процессы, направленные, в основном на бальнеологию.
Где бурить скважину на минеральную воду
Закладка устья скважины для бурения на минеральные воды заведомо ориентируется на большую глубину, до 800 метров. Горизонт минерального источника и дебит определяются после проведения комплекса гидрогеологических, геофизических исследований, которые ведутся параллельно с буровыми работами.
При этом конструкция скважины имеет телескопическую конфигурацию, позволяющую перекрывать все вышерасположенные линзы пресной воды. А предварительное разведочное бурение и геофизический каротаж могут дать точное расположение источника. Это и будет основанием для заложения точки ствола.
Технология бурения очень глубоких скважин
Технология процесса проходки заключается в разрушении породы методом вращения долота или коронки. Ниже будет сделана ставка на колонковое бурение. Размельченная, в результате разрушения, порода выносится на поверхность различными методами. По достижении проектного горизонта, осуществляется прокачка скважины под давлением. Ведутся обязательные замеры дебита, многократные откачки воды и готовится соответствующая документация.
Соблюдение последовательности этапов является неукоснительной частью технологического процесса:
а) Транспортировка бурового стационарного станка (если водоносный горизонт залегает на глубине до 600 метров) и его монтаж на заданную точку. Доставка глиномешалки, грязевого насоса, бурильных, обсадных труб, инструмента, бентонитовой глины, силового агрегата (электростанции), на случай отсутствия электроэнергии на объекте предстоящих работ. Обычно, задействуются отечественные станки, типа ЗиФ-650, а при больших глубинах - ЗиФ-1200, различной модификации.
б) Проходка ствола, то есть чистое бурение, начинается после всех подготовительных работ. По ходу углубления, производится очистка забоя от породы с выносом ее на поверхность.
Операция спуска-подъема рабочих труб осуществляется периодически с целью замены износившегося, разрушающего инструмента и для подъема кернового материала. По мере потребности, ведутся операции по укреплению стенок ствола (трещиноватые, рыхлые, сыпучие грунты, плывуны) глинистыми растворами, плотность которых придает породе стабильную устойчивость против обрушения. Эти работы осуществляются в процессе бурения скважины.
Во время остановки проходческих операций, производится спуск обсадных колонн.
Далее начинается испытание и исследование скважины на предмет возможного искривления ствола.
Особое место занимает тампонирование затрубного пространства, с целью изоляции водного пласта от внестволовых стоков, в том числе нефтегазовых примесей.
Очередным этапом процесса проходки, считается установка фильтра и проведение гидрогеологических исследований, то есть замеры дебита, уровня воды, отбор проб и анализ, прочие.
в) Работы по демонтажу станка и вспомогательной оснастки ведутся с параллельным оформлением и выдачей паспорта на право эксплуатации скважины.
Следует строго придерживаться последовательности технологических этапов.
Глубина залегания минеральной воды
В зависимости от типа минеральной воды, глубина залегания определяется различными интервалами. Так столовые и лечебные источники с низким содержанием минеральных включений залегают на горизонтах от 300 метров. Эксплуатационные же источники с высокой степенью минерализации залегают на интервалах 700-800 метров. Минеральные источники классифицируются как лечебно-питьевые, с содержанием солей и химических элементов, обладающих бальнеологическими свойствами. Залегают в водоупорных слоях под давлением.
Так в районе Кисловодска глубина залегания составляет от 260 метров, а рядом, в Ессентуках до 1000 метров. При этом в первом случае, производительность равна 0,1-10 л/сек, а во втором - 15 л/сек.
Например, в Псковской области, богатой минеральными источниками с хлоридно-натриевым содержанием, залежи находятся в интервале 50-300 метров.
Минеральные воды с бальнеологическими свойствами и хлоридной-натриевой составляющей в Республике Мордовия лежат на глубине, примерно 340 метров.
Слабо минерализованные источники в Воронежской области залегают в зоне 75-165 метров. А на интервале 125-165 м. в трещиноватых породах лежат лечебно-столовые воды.
Минеральные хлоридно-натриевые источники Иркутской области залегают на глубине 350-400 м.
Таким образом, интервалы залегания находятся в прямой зависимости от тектонических нарушений земной коры. Подземные минеральные источники считаются природным богатством каждого региона и страны, в целом. А влага с такими составляющими микроэлементами, как медь, свинец, цинк, марганец рекомендуются для лечения гастрита, заболеваний печени и прочих недугов. Отсюда и необходимость бережного отношения к использованию минеральных источников.
Устройство и обустройство скважины на минеральную воду
Начало бурения скважины на минеральную воду осуществляется с точки заложения. Правильность привязки, помимо целевого назначения скважины, увязывается с наличием всех возможных наземных, подземных коммуникаций и сооружений. Технология крепления стенок ствола должна исключать возможность просачивания сточных и поверхностных вод в продуктивные пласты. По завершении обсаживания ствола, осуществляется закачка цементного раствора между стенками ствола и обсадной трубой. Тампонажная глина состоит из нескольких вяжущих составляющих - портландцемента, извести, шлака, песка (кварцевого), асбеста, глины и прочих добавок. Полученный прочный, непроницаемый цементный тампон, равномерной толщины, призван изолировать источник от посторонних притоков.
Тампонаж предусматривает и прочное удержание обсадной колонны от проседания и деформации от бокового давления, защиты колонны от коррозионной среды.
Роль тампонирования затрубной полости преследует не только общую надежность устройства скважины, но и длительную ее эксплуатацию, защитив источник от загрязнения и истощения.
Процесс тампонажа должен соблюдать требования:
• контроль давления продавливаемого раствора;
• замер плотности раствора с последующим отбором проб, на предмет завершенности формирования цементного монолита;
• определение объема продавливаемой жидкости (по тарированной емкости цементировочного агрегата);
• контроль специфики вытеснения раствора из скважины в результате чрезмерного его поглощения (из-за каверн).
По завершении крепления колонн, продолжается бурение продуктивного пласта, с параллельным проведением геофизических исследований. При этом подтверждается геологический разрез и уточняется необходимость установки фильтра (в случаях переслаивания пластов известняка). Факт установки фильтровой колонны находит отражение в Акте, который считается частью Паспорта на скважину. Опробование и фактический дебит воды предусматривает откачку, отбор пробы на соответствие санитарным нормам.
Следует помнить, что устройство и обустройство объектов водозабора должно полностью исключать любое загрязнение минеральных источников.
Обустройство эксплуатационной скважины сопровождается оснащением ее:
1. погружным насосом, производительностью до 100 м³/час для промышленных целей и до 5 м³/час для бытовых нужд;
2. всасывающей и напорной трубами;
3. системой управления автоматикой, реле давления, гидроаккумулятором, фильтрами, измерительными приборами, фитингами и прочей запорной арматурой. Для круглогодичной эксплуатации, устье оборудуется кессоном.
Достоинства скважины на минеральную воду
К достоинству сооружений на минеральные источники относятся:
- Беспрерывный забор воды.
- Высокая производительность.
- Отличное качество влаги.
- Длительный срок эксплуатации.
Стоимость бурения и обустройства скважины на минеральную воду
Традиционно, цена скважины складывается из стоимости погонного метра проходки, умноженной на глубину. В один п.м. входит:
- закупка и доставка бурильных труб, инструмента, другого рабочего снаряжения.
- комплекс геофизических исследований;
- отбор и проведение анализов воды.
Кстати, в цену за 1 п.м. не входит стоимость обсадных труб. Они оплачиваются заказчиком отдельно, либо исполнитель доставляет их по отдельному счету. Приобретение и доставка компонентов для глинистого раствора также могут быть согласовано с заказчиком. Стоимость буровых работ имеет большой разброс, поскольку может быть увеличена за счет применения того или иного материала и конструкции фильтровой колонны. Цену 1-го п.м. можно и уменьшить, если материал фильтровой колонны из металла. Существенно сказывается на стоимости буровых работ использование тяжелого оборудования для проходки более 600 метров. Упоминаемые в некоторых статьях самоходные установки, типа УРБ рассчитаны на проходку не более 300 метров.
Таким образом, цена зависит от конкретных факторов:
• Глубины скважины.
• Диаметра и материала бурильных и обсадных труб.
• Типа применяемого оборудования.
Окончательно цена формируется исходя из анализа условий, то есть стоимость не может увеличиваться во время проведения работ и не может зависеть от непредусмотренных факторов.
В целом же, стоимость скважины тем дороже, чем она глубже и, практически, всегда носит договорной характер.
