Неправильный экран вашей водяной скважины? 5 Причины, по которым вы качаете песок

Заголовок: Суровая правда: Почему ваша скважина качает песок и почему я, вероятно, скажу вам, что это ваша собственная чертова вина

К: Парень, который снял больше плохих экранов, чем вы просверлили

Прямо тогда. Ты звонишь мне, потому что твой насос звучит так, будто он жует гравий., твой резервуар для воды похож на молочный коктейль, и ваши краны изнашиваются быстрее, чем вы успеваете их заменить.. «Качаем песок,ты говоришь. И тогда вы задаете волшебный вопрос: «Может быть, у меня неправильный экран для колодца??«

Простой ответ? Может быть. Сложный, дорогой, и ужасный ответ? Вероятно, но не по тем причинам, о которых ты думаешь. Я занимаюсь анализом отказов на водяных скважинах вот уже тридцать лет.. Я летал в нефтяные лагеря посреди Сахары., гулял по фермам в Небраске, и стоял на буровых площадках в сланцах Марселлус.. И я скажу тебе прямо сейчас, колодец, который начинает качать песок, подобен больному, пришедшему с лихорадкой.. Лихорадка – это не болезнь; это симптом. Если вы просто лечите лихорадку, пациент умирает. Если просто заменить насос, колодец обрушивается.

Так, давай припаркуем грузовик, взломать термос с чем-нибудь крепким, и поговорим о том, почему твоя дыра в земле пытается превратиться в пустыню.

Первый вопрос: Это новые деньги или старые деньги??

Прежде чем я даже посмотрю на характеристики вашего экрана, Мне нужно знать, новый ли этот колодец или он работает тихо уже десять лет.. Этот единственный факт говорит мне 80% из того, что мне нужно знать.

Если это новая скважина — мы ее только что пробурили, разработал его, и поставил туда насос — и он качает песок, Я смотрю на одну из двух вещей: Некомпетентность или недооценка.

Если это старый колодец, который проработал десять лет и вдруг решил начать блевать песком, Я смотрю на неудачу. Простой и понятный. Что-то сломалось. Что-то деградировало. Что-то испустило дух.

Давайте сначала возьмем старый колодец, потому что обычно это самое душераздирающее.

Сценарий А: Ветеран, который просто сдался

У вас была хорошая вода в течение многих лет. Кристально чистый. Затем в один вторник, бум. Песок. Ты паникуешь. Я не виню тебя.

1. Очевидное: Потребление насоса слишком низкое (И это моя первая догадка)
Я не могу сказать вам, сколько раз я вытаскивал насос, чтобы обнаружить, что впускная сетка находится прямо в поддоне.. Самп — это часть колодца под главным экраном.. Это «отстойник». Он предназначен для улавливания мелкого песка, который просачивается сквозь. Он должен быть полон осадка.

Исправление? Вытащите насос, измерить уровень отложений, и поднять впуск насоса. Простая работа. Стоит несколько тысяч. Лучше, чем бурение новой скважины.

2. Фактор коррозии: Тихий убийца
Вы упомянули экран из нержавеющей стали.? Вероятно 304, верно? Дешевые ублюдки. (Извини, но это правда).
Я помню работу в прибрежной Луизиане.. Колодец для завода по переработке креветок. Сладкая вода на десять лет, затем песок. Мы вытащили экран. Было похоже на швейцарский сыр. Хлориды в солоноватой воде атаковали 304 нержавеющая сталь. Все началось с точечной коррозии — маленьких дырок, которые вы даже не видите.. Эти дыры выросли, подключен, и бум — экран буквально развалился. Слоты больше не были слотами; они были зияющими дырами.
Формула времени (Простая версия):
Скорость коррозии - зверь. Мы используем индекс насыщения Ланжелье. (БИС) и Индекс стабильности Рызнара, чтобы предсказать это, но для хлоридов, речь идет о металле.
Мы можем посмотреть на эквивалентное число сопротивления точечной коррозии. (Древесина).

ВЗЯТЬ=%Cr+3,3(%Мо)+16(%N)ВЗЯТЬ=%Cr+3,3(%Мо)+16(%N)Для 304, без Моли, это низко. Для 316Л, это лучше. Для супердуплекса? Рок-звезда. Если у вас агрессивная вода, и ты сэкономил на 304, экран не “неудача.” Вы только что видели, как он растворился. Он сделал именно то, что требовала химия..

3. Физический разрыв: Кранч
Иногда, это просто грубая сила. Я работал на скважине в Пенсильвании, где обсадная колонна фактически сорвалась.. Движение по земле, возможно, незначительное сейсмическое событие, которое мы даже не ощущаем, или просто медленное расползание геологии Аппалачей. Корпус сместился, стык экрана отделился, а насос сидел в открытой яме, высасывание песка непосредственно из пласта.
Мы запустили журнал калипера. Инструмент прошел нормально, затем ударился о выступ, где корпус сместился на полдюйма.. Он разорвал экран на части. Единственное решение? Оставьте скважину и пробурите заново. Это самый уродливый.

Сценарий Б: Совершенно новый колодец, который кричит как банши

Здесь я буду плохим парнем. Здесь я должен сказать бурильщику, что он облажался., или хуже, скажи гидрогеологу, что его красивый отчет неверен.

1. Гравийный пакет: Вы хотя бы использовали один? Это правильный вариант?
Вы сказали, что думаете, что экран неправильный. Давайте сначала посмотрим на гравийную набивку.. Экран и упаковка — одна команда. Одно без другого не работает.
У нас есть правило. На самом деле это формула. В “Правило фильтра Терцаги” или просто базовая конструкция контроля песка.
Чтобы гравий задерживал пластовый песок, соотношение размеров зерен должно быть правильным.

Д15 (галечник)Д85 (Формирование)<5Д85​ (Формирование)Д15​ (галечник)​<5И:

Д15 (галечник)Д15 (Формирование)<5 Кому 40Д15​ (Формирование)Д15​ (галечник)​<5 Кому 40

Что это значит на простом английском языке: Если зазоры между частицами гравия слишком велики, пластовый песок просто промчится сквозь них и попадет на экран. Тогда экран должен остановить все, и он мгновенно ослепнет или разрушится.
Я был на работе в водоносном горизонте Хай-Плейнс — отличный песок., единообразный. Бурильщик использовал “мелкий гравий” потому что это было дешево. Мелкий гравий! Это было похоже на попытку процедить кофе через дуршлаг.. Пластовый песок просто пролетел сквозь него и за шесть месяцев широко раскрыл щели экрана..
Исправление? Вы не сможете починить плохой гравийный фильтр, не сняв весь корпус и не начав все сначала.. Это ошибка на несколько сотен тысяч долларов..

2. Размер слота: Вы пропустили обрезку
Вы хотите знать о самом экране. Хорошо. Размер слот. Вот здесь-то и начинается лабораторная работа..
Берем пробу пласта. Делаем ситовый анализ. Мы построим это на полулогарифмическом графике. Находим D10Д10​, D60Д60​, коэффициент однородности.
Старое практическое правило для трубы с прорезями или проволочного экрана.? Вы выбираете размер слота, который сохраняет 40% пластового песка.
Итак, если мы проведем ситовый анализ и песок окажется хорошего качества, D40Д40​ (размер, при котором 40% образец тоньше) может быть 0.025 дюймов. Итак, вы выбираете слот размером 0,025 дюйма..

3. Заблуждение об открытой местности: В “Больше – лучше” Ловушка
Все думают, что чем больше открытого пространства, тем лучше.. Это не. Речь идет о скорости.
У вас есть экран с жалюзи — вы знаете, те, которые выглядят так, будто у них есть маленькие ставни, выбитые из трубы. У них ужасная открытая территория, может быть 5-8%. Тогда вы получите проволочный экран. 20%, 30%, даже 40% открытая зона.
Американский институт нефти (API) есть рекомендуемая практика. Вы хотите, чтобы скорость входа через экран была низкой. Действительно низкий. Нравиться, меньше чем 0.1 футов в секунду для рыхлого песка.
Почему? Потому что высокая скорость тянет за собой штрафы. Это называется ” трубы” или “суф
Почему? Потому что высокая скорость тянет за собой штрафы. Это называется “трубы” или “Суффозия.” Вода движется так быстро, что физически вырывает отдельные песчинки из матрицы и уносит их в колодец..

Гай=QAopenВент​=Aopen​Q​

Где QQ это твоя скорость потока, и АопенОткрыть это открытая область экрана.
Если у вас высокая открытая ширма, ОткрытьОткрыть большой, ВентиляцияВентиляция​ низкий. Хороший. Но если у вас дрянной перфорированный экран с низкой открытой площадью, вам нужен более длинный экран, чтобы получить тот же AopenОткрыть. Если вы этого не сделаете, ВентиляцияВентиляция​ шипы. Эта высокоскоростная струя воды попадает в колодец., и прямо возле слота, это как мойка высокого давления на пласт.
У меня был колодец в Западном Техасе. Пермский бассейн. Они хотели 1,000 галлонов в минуту из тонкого слоя песка. Они использовали 20-футовый участок высококачественной проволочной обмотки.. Хорошая открытая территория. Математика сказала, что скорость безопасна. Но водоносный горизонт был настолько тонким, вертикальная составляющая потока в торцы экрана была огромной. В итоге мы получили локализованную высокую скорость в верхней части экрана., который размыл полость за корпусом, рухнуло формирование, и засыпал дно колодца песком. Экран не ошибся. Длина была неправильной. Нам нужен был 40 футов экрана, чтобы распределить этот поток, но геология не позволяет этого сделать. Иногда вы просто не можете получить нужную воду, не приготовив песок.. Это трудный разговор с клиентом.

Дьявол в деталях разработки

Вот грязный секрет. Вы можете иметь идеальный экран, идеальный гравийный фильтр, и до сих пор качаем песок, потому что скважина так и не была разработана должным образом.
Когда буришь скважину, ты размазываешь глиной по стенке скважины. Этот глиняный пирог нужно разбить. Мелкие частицы (the “штрафы”) приходится вытаскивать из пласта прямо возле скважины.
Если бурильщик просто устанавливает сетку и гравийную набивку, а затем забрасывает туда насос, ты плохо развил. Вам нужно его увеличить. Перекачивайте это. Обратная промывка. Вам необходимо создать обратный поток, чтобы вытащить эти частицы и стабилизировать пласт..
Я видел муниципальный колодец на Среднем Западе. Совершенно новый. $500,000 project. They hired the lowest bidder for the drilling. The driller did the bare minimum development—maybe six hours of air lifting.
They started the pump test. Clear water for the first hour. Then it started getting cloudy. By hour four, they were pumping sand at a rate that would fill a dump truck in a week.
They called me. We ran a camera. The formation right outside the screen looked like it had been fluidized. It was disturbed. All the fines that should have been removed during development were still there, and the high-velocity pump test just pulled them all into the well.
The driller blamed the screen. He said the slots were too big. We pulled a sample of the sand from the well. 30% of it was silt and fine sand smaller than the slot size! It wasn’t the screen’s fault. The screen did its job. The problem was the stuff smaller than the slot was never cleaned out of the formation. We had to spend another two weeks developing the well with a surge block and high-lift pumping just to save it. The driller went broke on that job. He deserved it.

Подробности: Типы экранов и их странные особенности

Давайте на секунду поговорим об аппаратном обеспечении, потому что тип экрана имеет значение.

• Щелевая труба (Мельничные слоты): Дешевый. Легко найти. Но прорези обычно сужаются в процессе резки.. Они могут расклинивать песчинки. У них ужасная структурная прочность, если вырезать слишком много прорезей.. Я вытащил их из земли согнутыми в U-образную форму, потому что пласт рухнул, а труба просто скомкалась.. Они хороши для мелководья, малодебитные отечественные скважины. Вот и все.

• Непрерывный Slot (Проволока намоткой): Рабочая лошадка. Проволока наматывается на стержни и сваривается.. Это то, что я определяю для чего-то серьезного. Вы получаете точный контроль над слотами. Высокая открытая площадка. Треугольная форма проволоки является ключевой. Его “незасоряемость.” Песчинка касается проволоки в двух точках., ни один, поэтому он имеет тенденцию соединяться и не застревать. я люблю эти вещи.

• Жалюзи (Перфорированный): я их ненавижу. Я действительно делаю. Они штампованы. Металл находится под напряжением. Они склонны к усталостному растрескиванию. Жалюзи действуют как маленькие ложки, разжигание турбулентности. Я видел, как они корродировали в точках напряжения быстрее, чем остальная часть трубы.. Избегайте их.

• Готовые экраны: У них гравийная набивка встроена прямо в экран в магазине.. Звучит великолепно, верно? Это может быть, для зон с тонким песком. Но нужно быть очень осторожным при их установке.. Если они ударятся о край отверстия, гравийный фильтр может сместиться. И если они будут увеличены с помощью полезных ископаемых, вы не можете так легко обработать их химическим способом, потому что химикаты застревают в упаковке.. Я использовал один из колодца в Неваде с высоким содержанием мышьяка.. Мы пытались обработать экран кислотой, чтобы очистить его., а кислота растворила вяжущий агент в гравийной набивке. Гравий упал, и мы остались с голым экраном среди песка. Мы потеряли колодец.

Что говорят нам данные (И маленький столик)

Когда я захожу на сайт, Я прошу три вещи:

1. Журнал бурильщика.
2. Ситовой анализ пласта.
3. Данные испытаний насоса.

Если они не смогут дать мне #2, я злюсь. Если вы не знаете, как выглядит песок, ты предполагаешь. А угадывание стоит денег.

Вот типичная схема, которую я мог бы использовать, чтобы объяснить клиенту, почему его скважина вышла из строя.. Я бы поцарапал это на обратной стороне салфетки, но для тебя, Я сделаю это красиво.

Хорошо “A” Анализ отказов: Подозрение на несоответствие сита и гравийного фильтра.

Глядя на этот стол, это очевидно. Гравий слишком велик, чтобы удерживать пластовый песок.. Прорези экрана слишком велики, чтобы удерживать гравий.. Так что случилось? Пластовый песок промывался сквозь гравийный фильтр.. Без гравия, чтобы защитить его., вода с высокой скоростью попала в слишком большие щели сита и просто втянула пластовый песок прямо в насос. Экран стал ситечком, не фильтр. Он был обречен с первого дня.

Будущее умно (Но мы все равно копаем ямы)

Ты знаешь, сейчас мы видим новые технологии. “Умные экраны” с оптоволокном для измерения температуры и давления по всей длине экрана в режиме реального времени. Мы можем точно видеть, куда поступает вода и где скорость резко возрастает.. Это невероятные данные.
Но это не меняет сути. Вам еще предстоит понять песок. Вам все еще нужно выбрать правильный слот. Вам еще чертовски хорошо надо как следует развиваться.
Сейчас я вижу тенденцию со всей этой ESG и управлением водными ресурсами.. Крупные компании проходят проверки по использованию воды. Они находят скважины, пробуренные тридцать лет назад такими парнями, как я., и они выходят из строя из-за коррозии или старости. Сейчас существует огромный рынок для “колодец омоложение” и “доработка экрана.” Демонтаж старых экранов и футеровка скважин меньшего диаметра, современные проволочные сетки. Это похоже на операцию по замочной скважине для водяных скважин..

Так, Ваш экран неправильный??

Может быть. Но прежде чем винить экран, ответь мне на это:

• Был ли колодец когда-либо чистым?? Если да, это не экран. Что-то изменилось. (Коррозия, глубина насоса, накопление осадка).
• Он качал песок с первого дня?? Если да, значит конструкция или установка были неправильными. (Размер слот, гравийная набивка, развитие).
• Ты недавно помпу менял?? Ты поставил больший?? Потому что если вы увеличите скорость потока, ты увеличил скорость. Возможно, вы только что превысили критическую скорость для этого образования.. Экран не подвел; ты превзошел это.

Мой совет? Возьмите образец выходящего песка. Просейте это. Отправьте его в лабораторию. Затем вытащите насос и запустите камеру.. Посмотрите на экран. Это сломано?? Это коррозия?? Он похоронен в песке??
Не бросайте туда новый насос.. Это всё равно, что поставить новый двигатель в машину с ржавой рамой.. Первая неровность на дороге, все кончено.
Займитесь детективной работой. Это дешевле, чем сверлить новую скважину.. Поверьте мне. Я зарабатываю на жизнь, убирая чужой беспорядок, и я бы предпочел зарабатывать на жизнь, построив их правильно с первого раза. Но никто никогда не звонил мне для этого. Они звонят только тогда, когда начинает лететь песок.

          GROUND SURFACE
    ========================
             ||
             ||  <-- Насос (должен быть установлен выше верхней части экрана)
             ||      (Впуск насоса)
    ------------------------  <-- Поверхностное сиденье корпуса
    |                      |
    |    ~~~~~~~~~~~~~~    |  <-- Уровень перекачиваемой воды (Просадка)
    |                      |
    |----------------------|  <-- кожух / Переход экрана
    |                      |
    |  [||||||||||||||||]  |  <-- ЭКРАН СКВАЖИНЫ (В "Вода хорошо экран")
    |  [||||||||||||||||]  |      Вода поступает сюда. Размер слотов.
    |  [||||||||||||||||]  |      This is what you're asking about.
    |  [||||||||||||||||]  |
    |----------------------|  <-- Нижняя часть экрана
    |                      |
    |  ..................  |  <-- отстойник (Пустая труба / Отстойник)
    |  ..................  |      ЭТО КРИТИЧНО. Он ловит штрафы.
    |  ..................  |
    |  ##################  |  <-- ПЕСОК (Нормальное накопление осадка)
    |  ##################  |      С годами, эта куча растет.
    |                      |
    =======================  <-- Общая глубина (ТД)
            НИЖНЕЕ ОТВЕРСТИЕ

    ПЛОХОЙ СЦЕНАРИЙ (Низкая открытая площадка / Частично заблокирован экран)
    --------------------------------------------------------
    
    Формирование (Песок)      Слот для экрана внутри колодца
    
    .................
    .               .       ====---->
    .   ПЕСОК        .      /      \
    .   ЗЕРНО      .     |        |   <-- Высокоскоростной реактивный самолет
    .   ТЯНУТЬСЯ  .      \      /       Вода кричит в.
    .   В          .       ====---->     Штрафы мобилизуют.
    .      o        .            ^
    .     о о       .            |  <-- Песчинки следуют за водой.
    .    о о      .            |      Эрозия начинается здесь.
    .   о о     .            |
    .................    |||||||||
                          WELLBORE
    
    Explanation: Вода подается через небольшое отверстие.
    Скорость высокая. Он прочесывает формацию.
    Вот как вы получаете "песок кипит" за ширмой.
    
    
    ХОРОШИЙ СЦЕНАРИЙ (Высокая открытая площадка / Правильная скорость)
    --------------------------------------------------------
    
    Формирование (Песок)      Слот для экрана внутри колодца
    
    .................
    .               .      =========
    .   ПЕСОК        .     <   -   >
    .   ЗЕРНО      .      \  |  /
    .   СТАБИЛЬНЫЙ      .       \ | /        <-- Низкая скорость
    .   МОСТЫ    .        \|/             Ламинарный поток.
    .      o        .         |              Зерна остаются на месте.
    .     ооо       .         |
    .    оооо      .         |
    .   ооооо     .         |
    .................    |||||||||
                          WELLBORE
    
    Explanation: Вода плавно течет со всех сторон.
    Зерна песка образуют естественную арку. (мост) над слотом.
    Нет движения. Чистая вода.

    ТО "ТОЧКА СТОЙКИ" ПРИНЦИП
    --------------------------------------------------------
    
    ЛЕГЕНДА:
    o = Зерна пластового песка (Маленький)
    O = Частицы гравийной набивки (Больше)
    [ = Screen Slot Opening
    
    
    SCENARIO A: ПРАВИЛЬНЫЙ ДИЗАЙН - STABLE
    
        O   O   O   O   O   O   O   (Гравий пакет)
        о о о о о о о о о о о о   (Формовый песок)
         \  |  /   \  |  /   \  |
          \ | /     \ | /     \ |    (Формируются стабильные мосты)
           \|/       \|/       \|
           [ ]       [ ]       [ ]   (Экран удерживает гравий)
           ===       ===       ===
           
    The gravel is sized to hold the formation.
    Размер экрана позволяет удерживать гравий..
    Тройное резервирование.
    
    
    СЦЕНАРИЙ Б: СЛИШКОМ БОЛЬШОЙ ГРАВИЙ - CATASTROPHE
    
        O       O       O       O    (Зазоры между гравием огромные)
          о о о о о о о о      (Пластовый песок промывает)
             |       |       |
             |       |       |       (Перекрытие невозможно)
             v       v       v
            oo       oo      oo      (Песок попадает прямо на экран)
            [ ]     [ ]     [ ]      (Экран теперь должен останавливать образование песка.)
            ===     ===     ===
            
    This is what I was talking about with the "мелкий гравий" катастрофа.
    Гравийный фильтр не выполнил свою ОДНУ РАБОТУ.

    НЕПРАВИЛЬНЫЙ (Всасывание насоса слишком низкое)
    ----------------------------
    
            МОТОР НАСОСА (на поверхности)
               |
               | (Падение трубы)
               |
           [НАСОС]  <-- Впуск насоса
               |
               |  <-- Всасывающая труба
               |
        [|||||||||]  <-- Экран (верхний)
        [|||||||||]
        [|||||||||]
        [|||||||||]  <-- Экран (Нижний)
        ~~~~~~~~~~~  <-- ПЕСОЧНАЯ ЗАПОЛНКА (Высокий уровень)
          (Песок)
          
    Насос всасывает воду из нижней части экрана,
    прямо там, где песок псевдоожижается.
    
    
    ВЕРНО (Впуск насоса поднят)
    ---------------------------
    
            МОТОР НАСОСА (на поверхности)
               |
               | (Падение трубы)
               |
           [НАСОС]
               |
               |  <-- Всасывающая труба (ДОЛЬШЕ СЕЙЧАС)
               |
        [|||||||||]  <-- Экран (верхний)  <-- ВПУСК НАСОСА ЗДЕСЬ
        [|||||||||]
        [|||||||||]
        [|||||||||]  <-- Экран (Нижний)
        ~~~~~~~~~~~  <-- ПЕСОЧНАЯ ЗАПОЛНКА (Высокий уровень)
          (Песок)
          
    Насос тянет из верхней части экрана.
    Чистая вода. Песок остается на дне.
    Простое решение. Новый экран не нужен.

    КОРРОДИРОВАННЫЙ ЭКРАН (Вид в плане - Глядя вниз на участок трубы)
    --------------------------------------------------------
    
    ПЕРЕД УСТАНОВКОЙ (Совершенно новый):
    
    ||||||||||||||||||||||||||||||||||
    ||||||||||||||||||||||||||||||||||  <-- Унифицированные слоты
    ||||||||||||||||||||||||||||||||||
    
    
    ПОСЛЕ 10 ГОДЫ ПЛОХОЙ ХИМИИ:
    
    ||  |   |||    ||||   |  |  ||||
    |    ||   |  ||    |O|    |||   |  <-- Слоты теперь...
    || |O|  |||   |   O   | ||    | |      Нерегулярный.
    |    |   | O | ||    |   |  O |  |     "O" = Ямы, превратившиеся в ямы.
    ||  ||    |   |  O  |||    ||  |
    
    This isn't "песчаная эрозия."
    Это металл буквально растворяется.
    The screen didn't fail. Он исчез.