Как бурят скважину под воду: от выбора скважины до обустройства

бурение одиночной скважины под питьевую воду для поселка

Расскажем о полном цикле создания скважины на воду. Предлагаемая информация поможет домовладельцу сориентироваться среди огромного количества предложений от подрядчиков разного уровня. Ясно представляя суть каждого этапа бурения и последующего обустройства скважины, вы получите качественное водоснабжение, а также сможете оптимизировать свои затраты. Все начинается с выбора типа скважины — на песок или на известняк. Мы не рекомендуем использовать совсем мелкие водозаборы, которые можно пробурить вручную.

Это важный этап, который не всегда учитывается, что в будущем вызывает недовольство системой автономного водоснабжения. Сразу решите: вам нужна чистая вода без примесей, которая будет идти из крана с постоянным напором, без перебоев круглый год, или достаточно воды для полива. Эти условия особенно актуальны для тех, кто планирует жить в загородном доме постоянно. Есть несколько водоносных горизонтов, которые очень сильно разнятся по количеству и качеству воды, по стабильности водоотдачи в разное время года.

Чистая вода в доме — это потребность любого человека. Чем чище вода, доставляемая из источника, тем меньше денег вы потратите на установку системы фильтров. Вода, несущая посторонние примеси представляет угрозу здоровью, бытовой технике, сантехническому оборудованию и системе отопления.

Чтобы не попасть на бурение скважины без воды, необходимо провести разведывательное пробуривание. Это самый эффективный способ определения участка для водозабора. Для разведывательного бурения специалисты используют небольшой шнековый бур диаметром 30 см. Мастера пробуривают землю на глубину до 5-8 метров. На этой глубине уже появляются первые признаки водоносной почвы

Грунтовые воды.

Первый, самый близкий к поверхности водоносный слой. Отличается крайней нестабильностью, низким дебитом и плохим качеством воды. Может использоваться временно — например, при строительстве на участке, либо при редком посещении загородного участка. Узнайте у соседей, есть ли у них колодцы или скважины типа «игла» (абиссинский колодец), на какой глубине вода, сколько воды и какого она качества. На чудо рассчитывать не стоит. Даже если сосед будет говорить, что вода с глубины 5 метров прозрачная — отдайте образцы жидкости на анализ. Если учитывать полную незащищенность грунтовых вод от всех типов поверхностных загрязнений, придется делать не один, а два анализа — химический и биологический.

Песчаный водоносный горизонт

Расположен глубже грунтовых вод, защищен от поверхностных загрязнений немного лучше. Однако вам также придется сдавать воду и на химический, и на биологический анализы. Дебит песчаной скважины выше — около 0,5 м/куб ч, сезонная стабильность водоподачи также лучше. Уровень воды может колебаться, в сильную засуху скважина на песок может пересохнуть. Большой дом постоянного проживания такая скважина водой не обеспечит.

водоносные горизонты

Артезианская вода из известняка

Высокий дебит справится с любой задачей. Артезианская скважина может снабжать водой коттеджные поселки и промышленные предприятия. В течение года дебит не меняется. Биологических загрязнений нет, поэтому анализ воды проводится только на химические загрязнения. Водоносный известняк надежно отделен от поверхности пластом древней глины, которая не пропускает к артезианской воде загрязнения с поверхности, из песчаного и грунтового водоносных горизонтов. Если нужна скважина под питьевую воду, выбор стоит отдать артезианской скважине.

Отсутствие биологических загрязнений ликвидирует риск заболевания, снижает расходы на смену фильтров, установку дополнительных фильтров и регулярную отправку воды на анализ. Дорогая артезианская скважина отличается постоянством дебита и стабильностью параметров химического загрязнения. Подобранные фильтры служат годами. Если вы хотите гарантированно получать пусть в небольшом объеме, но чистую питьевую воду с грунтового и песчаного горизонтов, придется постоянно отслеживать изменения в количестве и характере загрязнений, модернизировать фильтрующую установку, то есть постоянно тратить на это деньги. Для артезианской скважины под питьевую воду расходы на фильтры можно назвать единовременными.

Ознакомьтесь с параметрами загрязнений, типичными для каждого из водоносных горизонтов. Сравните эти параметры с ПДК (предельно допустимыми концентрациями), которые указаны в санитарных нормах для питьевой воды. На основе полученной информации выясняем, от каких примесей нам придется избавляться, точнее — какие покупать фильтры, сколько и за какую цену. Приведенные санитарные нормы актуальны для питьевой воды. Для технической жидкости они менее жесткие. Так что, если вода вам нужна для полива и мойки машины — фильтры могут быть попроще.

Какие загрязнения встречаются чаще всего? Список сформирован на основе статистической информации. Чаще всего качество питьевой воды снижают: растворенное двухвалентное железо, трехвалентное железо в виде ржавчины, соли жесткости, соединения марганца, соединения тяжелых металлов, нитраты, нитриты, сульфаты. Окончательный ответ о степени загрязненности жидкости из источника может дать только химический и бактериологический анализ воды. Такую услугу предоставляют специализированные лаборатории, оборудованные современной аппаратурой.

Со списком загрязнений обратитесь в любую профильную компанию, которая ставит водяные фильтры. Специалист подберет вариант системы водоочистки. Покупать пока ничего не надо, просто узнайте цену комплекта фильтров и оцените общие затраты на организацию всего водоподъемного узла с учетом регулярного технического обслуживания. Причем обязательно сделайте это с учетом перспективы на несколько лет вперед. За фильтрами и всей системой водоснабжения необходимо следить, обслуживать ее, менять картриджи и запчасти

лаборатория анализа воды

Если выбран не первый водоносный горизонт, то есть не грунтовые воды, то скважина будет делаться методом бурения, обсадка — стальной трубой. Мы настоятельно не рекомендуем обсаживать скважины одним пластиком — слишком высок риск аварии. Пластик легко сминается и ломается при подвижках грунта. Даже если труба останется целой, но немного смятой, уменьшится внутренний диаметр, и вы не сможете поднять на поверхность насос.

скважина с двойной обсадкой

Если водоснабжение организуется для большого дома постоянного проживания, то для продления срока жизни скважины рекомендуем двойную обсадку. В этом случае внутрь стальной обсадной устанавливается эксплуатационная колонна из пищевого пластика ПНД (полиэтилен низкого давления) или ПВХ (поливинилхлорид).

Категорически не советуем соглашаться на разные варианты «экономной» по цене скважине от различных самодеятельных буровиков. В результате на ремонт этой скважины или на бурение новой вы потратите гораздо больше денег и нервов.

К тому же самодеятельные буровики будут настойчиво предлагать бурение на верхние водоносные горизонты, ни слова не сказав о стабильности такого водоснабжения и качестве воды.

Чем обсаживаем скважину? Предложений от подрядчиков достаточно много. Подробный обзор обсадных труб и рекомендации по их выбору мы рассмотрели в статье.

Выбираем трубу для скважины

Кратко скажем, что лучшей обсадной трубой является стальная труба. Другие вариант — трубы оцинкованные, эмалированные и асбоцементные — дешевые, но имеют претензии к надежности и уровню санитарной безопасности (оцинкованные и асбоцементные). Лучше всех, конечно, трубы из нержавеющей стали, но это самый дорогой вариант.

вариант обсадки скважины на известняк

Артезианские скважины глубже песчаных. Для подачи воды с большой глубины требуется мощный насос, который может стоить больше, чем обустройство скважины. Рекомендуем не экономить на насосе, гидроаккумуляторе и прочем оборудовании. В результате вы получите стабильный напор во всех кранах без скачков давления на любом этаже дома и в любой точке участка.

Что входит в бурение скважины на воду

В стоимость бурильных работ входят:

• расходы на ГСМ;
• бурение;
• прокачка водозабора до подачи очищенной жидкости;
• выкапывание отстойника для сбора грунтовых вод;
• обсадка.

Вы изучили большое количество предложений от фирм-подрядчиков и подсчитали приблизительную стоимость различных вариантов бурения, обсадки и обустройства скважины, а также стоимость фильтров водоочистки для каждого из водоносных горизонтов. Суммарная стоимость всего оборудования и работ по его установке будет основным аргументом при финальном выборе. Главное при выборе сделать упор не на низкую цену, а на качественное водоснабжение.

Любая скважина должна быть обсажена по всем правилам. Эту сложную и ответственную работу качественно могут сделать только профессиональные буровики. В противном случае без должной герметизации даже в сверхглубокую скважину в конечном счете попадут загрязнения с поверхности.

Признано всеми, что высокое качество водоснабжения способно обеспечить только артезианская скважина. Такой водозабор бурится на известняк. Водоносный известняк отличается от всех других видов породы тем, что в нем в огромном количестве присутствуют небольшие каверны и трещины. Именно в этих микроскопических пустотах скапливается артезианская вода. Скважина бурится именно до этого геологического слоя.

каверны в известняке, содержащие воду

Возможно, два варианта водоснабжения будут иметь приблизительно равную цену, при этом водоносные горизонты в каждом располагаются на разной глубине. Какой вариант выбрать? При прочих равных условиях предпочтительнее самый глубокий вариант. Большая удаленность от поверхности может стать дополнительной защитой от поверхностных загрязнений. Таким образом вы отдаляете водозаборную часть скважины от соседского септика, колхозного поля с удобрениями, свалки и т.д.

При выборе глубины копания скважины важную роль играет назначение. Если нужны одиночные скважины на воду для водоснабжения небольшого дачного дома или полива участка, можно выкопать грунтовые или песчаный водоносный слой. Если нужна скважина на воду для поселка, копают артезианский источник. Артезианский источник необходим для частных домовладений, если нужна бесперебойная подача чистой воды круглый год.

Мы не зря изучили (пусть даже в общих чертах) теорию и рынок бурения на воду. Теперь можно с большей уверенностью выбрать компанию-подрядчика, которая пробурит нам скважину. Ознакомьтесь с сертификатами на трубы, которыми подрядчик собрался обсаживать скважину. Несертифицированные трубы могут быть очень дешевыми, но это очевидная экономия на сроке их службы, то есть на сроке службы и надежности вашей скважины. Использование некачественных обсадных труб сводит на нет все усилия и затраты на дорогое водоподъемное и водоочистное оборудование.

Все работы проводятся на основе подписанного договора и сметы с ценами на сопутствующие работы, оборудование и материалы. Весь объем действий и степень участия каждой из сторон — заказчика и подрядчика — должны быть уточнены и документально зафиксированы до начала работ.

Пробуренная скважина должна быть прокачана буровиками до визуально чистой воды. После завершения работ по бурению и обсадке вы должны получить от подрядчика технический паспорт скважины, в котором указаны все основные параметры — глубина, диаметр, дебит, статический и динамический уровень, и т.д. Только имея такой паспорт, можно проводить обслуживание и ремонт скважины.

гарантийная программа компании БИИКС

Наличие гарантии на пробуренную скважину — один из основных показателей надежности буровой компании. Заранее выясните вопрос о гарантии на скважину. Если буровики такую гарантию не дают или дают со всяческими оговорками, либо вообще на словах — не стоит пользоваться их услугами.

Фильтры водоочистки можно размещать только в теплом помещении. Поэтому к этому этапу организации системы водоснабжения дом должен быть построен. В крайнем случае, если дом не завершен, можно по результатам анализа воды подобрать водоочистное оборудование, но приобрести и установить его позже.

схема системы водоочистки

Водяные фильтры подбираются по результатам анализа воды — химического и/или бактериологического. Не используйте никакие устройства неизвестных фирм, обещающие очистить воду «от всего». Даже фильтры всемирно известных фирм используйте только на основании результатов проведенного анализа.

Если химический анализ показал незначительные превышения по основным загрязнениям, а вода вам нужна только для технических целей, то вместо наборы специализированных фильтров, делающих воду питьевой, можно установить простой фильтр тонкой механической очистки. Для полива грядок, наполнения бассейна и мытья машины такой очистки будет вполне достаточно. Помните, что техника боится превышения содержания железа и солей жесткости. Запорная арматура, нагревательные элементы и пр. могут выйти из строя при длительной работе в такой «жесткой и ржавой» воде.

Ответ простой — профессиональные буровики пробурят вам скважину в любое время года. Зимой цены снижаются из-за уменьшения количества заказов, возможны дополнительные скидки и акции. Промерзшая почва гарантированно выдержит вес буровой установки на шасси ЗИЛ-131 (18 т).

буровая установка УРБ-2А2 на базе ЗИЛ-131

Неглубокие песчаные скважины лучше бурить в начале осени или зимой, когда уровень грунтовых вод минимален. Весенняя распутица может затруднить проезд к месту бурения, буровая оставит глубокие колеи. Но, как мы уже сказали, буровики готовы бурить скважины круглый год. Посоветуйтесь со специалистом, опишите свою ситуацию и выберите наиболее удобное время.

Процесс бурения, как это происходит. бурение. НПО КВО

Ознакомившись со всеми технологическими тонкостями нашей работы и начитавшись различных материалов Вы окончательно решили пробурить скважину. Давайте разберем как происходит сам процесс от начала до конца и с какими сложностями можно столкнуться.

Договор на бурение скважины

Как правило 1 этап это заключение Договора на бурение скважины. Тут наша компания предлагает на выбор два варианта:

• Если вы располагаете достаточным количеством времени Вы можете подъехать в удобно расположенный офис  нашей компании, где Вам дадут профессиональные консультации по всем вопросам
• Если Вам по каким либо причинам неудобно ехать в  офис, Договор можно заключить на месте с буровым мастером, тогда заявка делается по звонку, по телефону же уточняются необходимые нюансы.

Тонкости процесса бурения

Как правило удобней заниматься бурением скважины и сопутствующими работами на этапе строительства дома. Тогда легче всего спланировать удобное место для бурения скважины и все подводящие коммуникации. Если все же у Вас готовый участок, не отчаивайтесь, ООО НПО «КВО» поможет вам возвести собственный водозаборный узел с минимальными переделками. Какие нюансы нужно учесть при бурении скважины?

• Во-первых, нужно правильно выбрать место предполагаемого бурения. Обычно его выбирают в непосредственной близости от той точки, где трубопровод будет входить в помещение. Но самое главное чтобы к этому месту смогла подъехать буровая установка. Желание «Заказчика» для нас закон, но не всегда технические возможности могут подчиняться этим законам. Обычно приходим к общему знаменателю исходя из того куда может буровая установка подъехать и где желает сделать скважину сам «Заказчик».
• К месту бурения выдвигается два автомобиля. Это непосредственно буровой станок (Рис. 1) и автоцистерна на базе Зил 131 называемая в народе «водовозка» (Рис. 2). Минимальная ширина ворот для проезда буровой машины – 3 метра. Желательно чтобы ширина дороги также позволяла автомобилю совершить поворот в направлении вашего участка. Если размер участка позволяет, то на участок заезжают оба автомобиля. Если нет, то «водовозка» может находиться на удалении но не более 20-ти метров от места бурения (Рис. 3). Буровая установка после выставления на месте бурения будет стоять неподвижно производя буровые работы, тогда как «водовозка» будет выезжать для пополнения запасов воды для бурового раствора.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

• Идеальной площадкой для бурения скважины является площадка размером 10х5 метров. Понятно, что в условиях стесненной планировки большинства садовых товариществ такую площадку подобрать сложно, но нужно учесть что при идеальных условиях  работа пройдет быстрее. Непосредственно над местом бурения не должно быть линий электропередач или деревьев, т. к. это создаст условия, препятствующие подъему буровой мачты. Высота мачты-8м. Площадка бурения должна быть освобождена от строительного мусора, препятствующего проезду а также от ЖБ плит и конструкции.
• Если бурение будет происходить в непосредственной близости от дома либо других строений, их следует укрыть пленкой, дабы воспрепятствовать их загрязнению, поскольку во время бурения технологические брызги летят в радиусе 2-3 метров от бурового инструмента
• Бригада работает весь световой день. Работа эта достаточно шумная, так что если в садовом товариществе, поселке, деревне и т. д. существуют ограничения по шумовым работам лучше о них упомянуть заранее, т. к. у буровой бригады есть свой график, а на такие скважины затрачивается больше времени.
• Бурение в среднем происходит в течении 2-3 дней. Бригада буровиков полностью автономна в своем существовании, на ночь их забирает служебный автомобиль. Техника же остается на месте бурения.
• После бурения скважины мы производим опытную прокачку скважины своим насосом, для этого нам необходимо подключение к электросети 220V. Если электроэнергия на участке отсутствует, тоже желательно заранее об этом предупредить, тогда будет задействован свои генератор.
• Необходимо четко понимать, что к месту предполагаемой скважины всегда должен существовать подъезд техники, иначе компания при возникновении гарантийного случая не сможет выполнить свои обязательства.
• Частый вопрос при бурении — это много ли грязи. Тут нужно четко представлять себе что непосредственно в месте бурения будет вырыта технологическая яма, по которой будет курсировать буровой раствор и из которого будет удаляться буровой шлам (Рис. 4). Наиболее четко остатки этого шлама лучше показать на фотографии.   Также следует упомянуть что если бурение проходит в осеннее-весеннии период , тяжелая техника своими перемещениями по участку естественно оставит следы.

Рис. 4

После завершения работ, буровой мастер пригласит Вас для подписания Акта сдачи-приёмки скважины. В котором, как и в паспорте, который Вам будет выдан при окончательном расчете будут указаны характеристики Вашей скважины, как то конструкция, время бурения, статический и динамический уровни воды в скважине, дебет скважины и необходимые рекомендации по типу и опуску насосного оборудования.

Теперь Вы полноценный владелец артезианской скважины, остается только произвести монтаж водоподающего оборудования и вода приятным шумом польется из вашей системы.

Причины бурить скважину зимой — Бурение скважин — Статьи

Одним из основных вопросов, который возникает после решения о бурении скважины, становится вопрос о проведении работ в зимний период времени.

Бурение скважины на воду довольно непростой процесс, требующий грамотного подхода. Когда хозяева загородного дома принимают решение пробурить скважину, для них непросто понять, какие действия можно предпринимать в конкретном случае. После постановки задачи нужно некоторое время, чтобы реализовать все задумки правильно. Одним из основных вопросов, который возникает после решения о бурении скважины, становится вопрос о проведении работ в зимний период времени.

Как правило, считается, что бурить скважину под ключ можно лишь в теплое время года. Однако бывают обстоятельства, из-за которых  возникает необходимость пробурить скважину зимой. Но не все знают, что во многих случаях заниматься оборудованием скважины намного удобнее именно зимой.

Почему бурить скважину зимой выгодно и удобно?

— Поскольку большинство людей считают наилучшими для бурения летние месяцы, то количество заявок на данный вид работ сильно возрастает летом. Некоторые компании стремятся выгоднее продать свои предложения, и поднимают цены на бурение. Зимой цены на бурение падают.

— В зимний период времени сама процедура бурения пройдет быстрее, начиная от подачи заявки до выполнения всех работ. Связано это с отсутствием сезонного ажиотажа на оборудование скважин.

— Еще одним плюсом бурения скважины зимой можно назвать отсутствие необходимости утилизации шлама. Он уйдет вместе с талыми водами.

— В летние месяцы процесс бурения может занять больше времени, чем зимой. Дело в том, что летом бурение скважины осложняют грунтовые воды, которые в этот период времени могут подниматься. Чтобы воды не мешали проведению работ, приходится прибегать к привлечению дополнительной спецтехники. Всё это значительно затягивает процесс бурения скважины на воду. Так как уровень воды зимой ниже, то вы сможете увидеть реальный уровень воды, ниже он не станет.

— Если местность, где выполняются работы, отличается высоким уровнем грунтовых вод, то бурение облегчается из-за их замерзания.

— Во время бурения нет проблем из-за теплых дождевых вод, как это бывает летом.

— Зимой пригнанная для бурения техника и оборудование не так сильно повредят участок. Машина весит 15 тонн и на некоторых участках утопает, особенно на болотистой почве. Поскольку в холодное время года почва замерзает, то это позволяет более бережно провести работы. Летом, как бы аккуратно не работали специалисты, на участке будет много грязи, и территорию нужно будет приводить в порядок. 

Не стоит забывать и то, что к началу летнего сезона дачный участок уже будет обеспечен питьевой водой.

Пробурить скважину выгодно в Екатеринбурге не составит труда, даже в холодные месяцы. Для этого лишь нужно учесть все преимущества бурения в это время года.

Когда лучше всего бурить скважину на воду, чтобы получить наилучший результат

Многие дачные участки и частные домовладения, лишенные централизованного водопровода, оснащаются автономными скважинами. Очень важным параметром, который необходимо учесть при их бурении, является время года.

Бурение скважины — процесс сложный, требующий внушительного набора знаний и навыков. Специалисты, проводящие эту технологическую операцию, должны учесть множество нюансов, в том числе и период бурения. Если в недалеком прошлом единственно возможным вариантом было теплое время года, то сегодня достижения прогресса позволяют практически не зависеть от температуры окружающей среды. Однако следует помнить, что каким бы ни был выбор, каждый сезон имеет как преимущества, так и недостатки.

Весна и лето

Сооружение скважины весной чревато целым рядом рисков и сложностей. Так, в частности, с наступлением тепла таяние снега и льда неизбежно приводит к повышению уровня грунтовых вод, а это значит, что правильно определить уровень залегания основного водоносного слоя довольно сложно. Чтобы решить такую задачу, необходимо привлечь опытных профессионалов.

Кроме того, в период весеннего бездорожья проблемой становится даже доставка необходимого оборудования к месту бурения. Чтобы таких проблем не было, убедитесь, что у компании имеется серьезная техника. 

Проведение работ летом лишено всех этих неприятных моментов. Этот сезон характеризуется следующими плюсами:

1) Стабильный уровень грунтовых вод.

2) Положительная температура воздуха и грунта.

3) Сухая почва.

4) Комфортные условия для проведения изыскательских работ.

Благодаря таким преимуществам все технические манипуляции удается провести гораздо быстрее. Однако есть у летнего бурения и один значительный недостаток. Это большая очередь на его проведение. Поэтому, позаботьтесь о решении вопроса заранее.

Осень и зима

Первые два осенних месяца также идеально подходят для бурения скважин на воду. А вот в конце этого периода эксперты советуют ограничиться скважинами глубиной не более 25 метров, и это при условии отсутствия продолжительных дождей.

При ухудшении погоды рекомендуется осуществить частичное заглубление шахты на уровень промерзания грунта, а все последующие работы произвести зимой. К слову, в последнее время зимнее бурение становится все более востребованным. Объясняется это следующими показателями:

1) Отсутствие очередей и дополнительные скидки.

2) Минимальный уровень грунтовых вод и, как следствие, возможность точно найти водоносный слой.

3) Твердая почва, которая меньше страдает от техники.

4) Отсутствие дождевых и талых вод.

Как правило, необходимые работы можно осуществлять при температуре до — 20 градусов по Цельсию. Стоит отметить, что вне зависимости от сезона не стоит доверять дилетантам и клевать на слишком соблазнительные предложения. Помните: скупой платит дважды. Гарантией успеха может стать только обращение к профессионалам. Перед бурением скважины рекомендуем проконсультироваться со специалистами нашей компании.

Остались вопросы? Звоните по телефону +7 3452 930-317

бурим скважины под воду, как пробурить скважину для воды своими руками, как сделать бурение водяных скважин вручную одному, как правильно бурить

Содержание:

Не каждый хозяин приусадебного участка может похвастаться наличием источника воды в своих владениях. Особенно актуальной эта проблема становится в дачный сезон, когда возникает необходимость регулярного полива насаждений, постоянной стирки и приготовления пищи. Даже при наличии централизованного водоснабжения за городом могут возникнуть проблемы с подключением, которое будет стоить довольно дорого. Решением проблемы в такой ситуации может стать индивидуальный источник воды. В частности речь идет о выкопанном своими руками колодце или пробуренной скважине вручную.

Определение места бурения скважины

Постоянное наличие воды на дачном участке можно обеспечить при условии правильного определения месторасположения скважины. Стоит учесть, невозможно сделать скважину на участке в любом удобном месте. При отсутствии собственных знаний рекомендуется привлечь к работе специалистов, которые с помощью специального оборудования обследуют участок и определят правильное расположение колодца.

Также следует знать, что место для бурения скважины должно располагаться с учетом объектов, которые уже построены на участке или будут возведены в дальнейшем. Нельзя забывать о соседях и их постройках. Кроме того расположение скважины должно быть удобным для проведения плановых и внеплановых ремонтов источника водоснабжения.

Основной задачей бурения скважины можно назвать получение постоянного источника чистой воды, которую можно использовать для полива насаждений и для приготовления пищи. По этой причине при решении вопроса, как пробурить скважину ручной техникой, важно не допустить засорения скважины.

Качественный результат можно получить при соблюдении следующих санитарных норм, правил  и требований:

• Скважина должна располагаться на расстоянии не меньше 5 метров от жилых строений.
• От источника воды до свалки, выгребной ямы или места складирования навоза необходимо установить расстояние от 50 до 100 метров.
• Кладбища и промышленные предприятия могут находиться не ближе 300 метров.

При решении задачи, как сделать скважину для воды своими руками, не рекомендуется выбирать место вблизи автомобильных дорог и парковок, чтобы предотвратить воздействие интенсивной вибрации на обсадную трубу.

Планировать работы по обустройству источника чистой воды необходимо с учетом особенностей рельефа. Запрещено бурение водяных скважин в низинах, так как после дождей и в результате таяния снега образуется застой воды. Это становится причиной затопления приямка, заиливания обсадной трубы и, как следствие, обязательная промывка скважины. Также следует отметить, что в этом случае повышается риск заражения воды кишечной палочкой, избавиться от которой достаточно сложно, она может сохраняться в воде долгое время.

Визуально определить неровности практически невозможно, поэтому перед бурением требуется провести топографическую съемку участка. Если такая возможность отсутствует, то пред бурением скважины вручную можно самостоятельно определить низкие точки. Для этого после дождя осматривают участок и отмечают места скопления воды.

Если на участке нет другого места, кроме низины, то бурим скважины под воду и обустраиваем систему дренажных каналов, с помощью которых будет осуществляться отвод воды от приямка после дождя, паводка или в результате таяния снега. В случае, когда источник загрязнения располагается на более высоком уровне, чем санитарная зона, дренажную систему обустраивают на расстоянии более 10 метров от скважины.

Вопрос, как пробурить одному скважину своими руками, возникает очень редко. В большинстве случаев бурение скважин выполняют с помощью буровой установки, которая расположена на большегрузном автомобиле. Кроме того бурение предполагает использование большого количества воды, которую также подвозит большой автомобиль. Следовательно, перед непосредственным выполнением буровых работ необходимо обустроить подъезд больших машин и обеспечить беспрепятственное маневрирование рабочего транспорта. Люди, знающие, как бурится скважина, предупреждают, что буровая установка оснащена мачтой, выдвигающейся на 10 метров в высоту, поэтому помех в радиусе ее действия не должно быть.

В поисках ответа на вопрос, как правильно сделать скважину на воду, очень важно понимать, что нельзя обустраивать скважины в подвале дома. Результатом этого станет затрудненное обслуживание объекта и практически невозможное выполнение ремонтных работ, которые предполагают использование объемного оборудования. Читайте также: «Какая технология бурения скважин на воду лучше – способы бурения, различия, преимущества и недостатки».

Глубина скважины на воду

Чтобы понять, как бурят скважину под воду, необходимо знать, для добычи воды на загородном участке используются три водоносных пласта, их глубина зависит от особенностей региона.

«Верховодка»

«Верховодка» располагается ближе всего к поверхности земли, для ее добычи не требуется глубокое бурение скважин своими руками. Однако качество такой воды довольно сомнительное, поэтому используется она очень редко.

Из недостатков «верховодки» можно выделить следующее:

• Возможное содержание в составе воды химических удобрений, которые попадают со всех участков, расположенных в округе.
• Несмотря на низкую стоимость бурения такой скважины, затраты все-таки неизбежны. В дальнейшем очистка воды для употребления в пищу потребует значительных расходов.
• Короткий срок службы скважины объясняется ограниченным запасом воды. По этой причине «верховодка» подходит для обустройства колодцев на участке, вода из которых может использоваться только для полива насаждений. Поэтому можно пробурить скважину под воду своими руками.

Межпластовые напорные и не напорные воды

Этот водоносный пласт обеспечивает водой более высокого качества благодаря высокой защищенности от загрязнений.

Объем водоносного горизонта характеризуется постоянством, воду, добытую из этого пласта можно использовать для бытовых нужд.

Артезианская вода

Артезианские воды характеризуются самым высоким качеством и полным соответствием санитарным нормам. Это объясняется расположением водоносного горизонта на достаточно большой глубине и надежной защитой водоупорными слоями от загрязнений поверхностными водами. Подобные источники чистой воды могут эксплуатироваться в течение 50 лет при условии стабильного объема водоисточника.

Однако в соответствии с законом «О недрах», чтобы пробурить водяную артезианскую скважину, недостаточно знаний, как бурят скважину на воду, необходимо получить соответствующую лицензию и заключение органов контроля о соответствии участка для обустройства санитарной охранной зоны.

Срок исполнения документов составляет около 1,5 месяцев, полный пакет собрать бывает достаточно сложно и не у каждого имеется возможность выделить место для санитарной зоны. По этой причине очень редко можно встретить артезианскую скважину, пробуренную на простом дачном участке.

Выбор времени для бурения скважин под воду

Основная масса строительных работ на дачном участке приходится на теплое время года. Именно с наступлением тепла дачники открывают строительный сезон, однако решать вопрос, как пробурить скважину своими руками, в это время нежелательно. В это время в результате массового таяния снега отмечается подъем уровня грунтовых вод, что существенно затрудняет определение необходимой глубины бурения. Результатом поспешных решений в такой ситуации может стать отсутствие воды в скважине в летний период. Кроме того следует учитывать использование тяжелой техники, передвижение которой по влажному грунту также затрудняется. Нельзя забывать о возможных оползнях от вибрации в процессе бурения скважины.

Наиболее удачным периодом для решения вопроса, как бурить скважину под воду, можно назвать лето и первую половину осени. В это время стабилизируется уровень грунтовых вод, что позволяет получить более точные результаты при исследовании грунта на участке. Кроме того процесс бурения в сухую погоду протекает быстрее и качественнее. Однако здесь следует принимать во внимание, что летом объем работы компаний, занимающихся бурением скважин, значительно увеличивается, соответственно повышается стоимость предлагаемых услуг. Читайте также: «Как провести воду в дом из скважины – важные нюансы».

Что касается выполнения буровых работ в зимнее время, то следует сказать, что ограничений при решении проблемы, как пробурить скважину для воды своими руками, никаких нет. Большинство компаний имеют в своем арсенале современную буровую технику, которая может работать с промерзшим грунтом. Еще одним плюсом зимнего бурения скважин является минимальный уровень подземных вод, поэтому результаты бурения отличаются максимальной точностью. С экономической стороны бурение зимой также выгодно, так как объем работы снижается.

Насколько глубоки могут быть сверхглубокие скважины и что искали внутри Земли СССР и США?

• Марк Пайзинг
• BBC Future

12 мая 2019

Автор фото, Getty Images

В годы холодной войны СССР и США соревновались во многих областях — в том числе и в том, кто пробурит самую глубокую скважину. Зачем они это делали и чего достигли?

Леса и озера, снег и мгла Кольского полуострова, лежащего за Полярным кругом, делают этот не самый приветливый уголок России подходящим местом для сказки. Страшной сказки.

Про это невольно думаешь, когда среди великолепной природы наталкиваешься на развалины заброшенного советского научно-исследовательского центра.

Внутри руин постепенно разваливающегося здания обнаруживается тяжеленная на вид, ржавая металлическая крышка, словно вросшая в бетонный пол и для надежности закрепленная толстыми и такими же заржавевшими болтами.

Некоторые считают, что под ней — вход в ад.

Но на самом деле это Кольская сверхглубокая скважина — согласно Книге рекордов Гиннесса, самое глубокое вторжение человека в земную кору, самая глубокая горная выработка в мире, самая глубокая дырка, которую пробурил в своей планете человек. В данном случае — советский человек.

Ее бурили долго, на протяжении 20 лет. Начали 24 мая 1970 года, и к 1990 году глубина скважины достигла 12 262 метров.

Это действительно очень глубоко. Так глубоко, что ходит легенда: если опустить в скважину микрофон (такой, чтобы выдержал температуру в 200 градусов по Цельсию), то можно услышать стоны и крики грешников в аду.

С другой стороны, для нашей планеты это совсем не глубоко — буровая установка за 20 лет преодолела земную кору лишь на треть. До мантии было еще очень далеко, когда все работы были свернуты из-за хаоса эпохи распада Советского Союза.

Но СССР был не одинок в попытке досверлиться как можно глубже, а если получится — и до мантии. В годы холодной войны сверхдержавы (Советский Союз и США) соперничали и в этом.

А теперь пришла очередь Японии.

«Бурение началось в годы существования железного занавеса», — говорит Ули Хармс из Международной программы континентального научного бурения, который в то время был молодым ученым, работавшим в немецком проекте, конкуренте Кольской скважины.

«И, конечно, мы соревновались друг с другом. Нас мотивировало и то, что русские не делились ни с кем своими данными».

«Когда они начали бурение, они утверждали, что нашли свободную воду — но большинство ученых им тогда не поверило. Среди ученых Запада существовало общее мнение, что кора на глубине 5 км настолько плотная, что вода не может проникнуть сквозь нее».

А что говорят сейчас японцы? «Главная цель нового проекта — получить реальные образцы мантии, ее современного состояния», — говорит Шон Токзко, программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники.

«В таких странах, как Оман, мантия лежит ближе к поверхности, но там это мантия, которой миллионы лет. Есть же разница между живым динозавром и костями динозавра, превратившимися в окаменелости, правда?»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кольская сверхглубокая скважина расположена в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный

Если представить себе Землю в виде луковицы, то ее внешняя твердая оболочка, земная кора — как тонкая луковичная шелуха, ее толщина всего лишь 40 км.

За ней лежит (в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности) мантия, занимающая около 80% объема Земли. И в самом центре планеты находится ядро.

Как и космическая гонка, соревнование за то, кто глубже проникнет в земную толщу, демонстрировало инженерную мощь, обладание продвинутыми технологиями и вообще «всё наилучшее».

Ученые стремились проникнуть туда, где до них никто никогда не был. Этот научный эксперимент позволял рассчитывать на результаты, которые могли перевернуть наши представления о Земле.

Образцы породы, которые вытаскивали на поверхность из этих сверхглубоких скважин, потенциально были столь же важны, как и то, что астронавты НАСА привезли с Луны.

Разница лишь в том, что здесь победителями были не американцы. В общем, сказать по правде, не победил никто.

США начали бурить первыми. В конце 1950-х организация с чудесным названием American Miscellaneous Society («Американское общество всякого-разного») выступила с первым серьезным планом добраться до мантии.

«Общество» было сформировано на базе неформальной группы джентльменов, собиравшихся для того, чтобы выпить вместе. Кроме того, эти джентльмены были ведущими американскими учеными.

Их план по бурению земной коры вплоть до самой мантии получил название «Проект Мохол» (Project Mohole) в честь хорватского ученого Андрии Мохоровичича, который ввел в оборот термин «разрыв Мохоровичича» (в разных источниках — «поверхность Мохоровичича», «граница Мохо», граница земной коры и мантии).

(Слово «Мохол» составное: первая его часть «мо» — это дань Мохоровичичу, вторая, «hole», — «дыра», «скважина» по-английски. — Прим. переводчика).

Вместо того, чтобы бурить глубокую-глубокую скважину, американская экспедиция (за работой которой наблюдал и писал репортажи знаменитый писатель Джон Стейнбек) решила произвести бурение дна Тихого океана в районе острова Гуадалупе (Мексика), где глубина составляла около 3,5 км.

Объяснение простое: земная кора на океанском дне тоньше. Проблема только в том, что участки с самой тонкой корой расположены там, где океан самый глубокий.

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Дыра от бурения Кольской сверхглубокой скважины и поныне существует, но она надежно закрыта, закручена на совесть

Советский Союз начал бурение за Полярным кругом в 1970-м (начало работ было приурочено к 100-летию со дня рождения Ленина. — Прим. переводчика).

А в 1990-м в Баварии заработал немецкий проект — «Немецкая программа континентального глубокого бурения» (KTB). Немцы добрались до глубины 9 км.

Так же, как и с полетами на Луну, проблема состояла в том, что такого раньше просто не делали — всю технологию приходилось выстраивать с нуля.

Когда в 1961 году в рамках «Проекта Мохол» началось глубоководное бурение океанского дна, до подобной добычи нефти и газа еще было очень далеко — технологии, которые сегодня лежат в основе этого процесса, еще просто не были изобретены (например, динамическое позиционирование, позволяющее судну оставаться все время на месте — прямо над скважиной).

Инженерам «Проекта Мохол» тогда приходилось много импровизировать. Они придумали и установили систему гребных винтов вдоль бортов бурового судна, чтобы удерживать его в нужной позиции.

Что касается наибольших трудностей, с которыми пришлось столкнуться немецким инженерам, то это была необходимость бурить скважину настолько вертикально, насколько это возможно.

То решение, к которому они пришли, теперь считается стандартной технологией в нефтяной и газовой промышленности по всему миру.

«Из опыта русских было понятно, что вы должны бурить как можно более вертикально, потому что иначе вы обречены на неполадки буровой установки», — говорит Ули Хармс.

Было решено разработать системы вертикального бурения. Сейчас они считаются промышленным стандартом, но изначально были придуманы KTB — и работали вплоть до глубины в 7,5 км.

Затем, на протяжении последних полутора-двух километров, скважина отклонилась от вертикальной линии почти на 200 м.

Автор фото, Alexander Tumanov/TASS/Getty Images

Подпись к фото,

Октябрь 1986 года. На бурении Кольской сверхглубокой

«Мы попробовали использовать некоторые русские технологии в конце 80-х — начале 90-х, когда Россия стала более открытой страной и хотела сотрудничать с Западом, — добавляет Хармс. — К сожалению, тогда было невозможно вовремя получить необходимое оборудование».

Все эти экспедиции закончились до той или иной степени разочарованиями, фальстартами и закупорками.

Потом были высокие температуры, с которыми оборудование не справлялось на большой глубине, потом были расходы, потом была политика — всё это сказывалось на осуществлении мечты ученых бурить все глубже и глубже, чтобы побить рекорд глубины скважины.

За два года до того, как Нил Армстронг ступил на поверхность Луны, американский Конгресс отменил финансирование «Проекта Мохоул», поскольку расходы на бурение вышли из-под контроля.

Те образцы базальта, которые «Проект» сумел поднять на поверхность, обошлись бюджету примерно в 40 млн долларов в переводе на деньги сегодняшнего дня.

Но и кольское бурение продлилось ненамного дольше. Оно было окончательно остановлено в 1992 году, когда бур достиг слоев с температурой 180 градусов по Цельсию. Это было вдвое выше, чем ожидалось найти на этой глубине. Дальнейшее бурение не представлялось возможным.

Учитывая то, что к тому времени СССР уже развалился, деньги на подобные проекты найти было невозможно.

Еще через три года научно-исследовательский центр был закрыт навсегда. Теперь его посещают только особо любопытные туристы и искатели приключений — вид у него, мягко говоря, заброшенный.

И немецкая скважина разделила судьбу остальных проектов сверхглубокого бурения. Огромная установка еще стоит — на потеху туристам. Объект превращен в нечто вроде колеса обозрения или художественной галереи.

Когда голландский художник Лотте Хиван спустила микрофон, защищенный тепловым экраном, в немецкую скважину, он донес на поверхность какой-то далекий грохот — звуки, которые даже ученые не в состоянии объяснить.

Эти звуки, как говорит Лотте, заставили ее почувствовать себя очень маленькой: «этот огромный шар, на котором мы живем, впервые в жизни показал мне, что он тоже живой, и звук этот невозможно забыть».

«Некоторые считают, что такие звуки могут доноситься из ада. Другие говорят, что это дышит планета», — добавляет она.

«У нас был план пробурить скважину глубже, чем советская, — рассказывает Хармс. — Но нам не удалось достигнуть глубины в 10 км за время, для этого отведенное».

К тому же в том месте, где мы бурили, [под землей] было гораздо жарче, чем там, где это делали русские. И стало ясно, что если мы пойдем еще глубже, для нас это будет куда трудней».

«К тому времени это тоже было начало 90-х, начало процесса унификации Германии, на который требовались большие деньги. Поэтому расходы на наш проект просто нельзя было оправдать».

Невозможно отделаться от ощущения, что подземная гонка «Кто первым доберется до мантии» — своего рода новая версия знаменитого романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли». Хотя ученые и не рассчитывали найти спрятанные под землей пещеры с динозаврами, они все равно говорили о своих проектах как об «экспедициях».

«Мы смотрели на это как на экспедицию, потому что для подготовки и осуществления проекта требовалось время, — рассказывает Хармс. — Ну и потому что вы действительно отправлялись в неизведанный мир, где никто никогда раньше не был. Для современного человека это очень необычно».

«Там, на глубине, вы все время находите что-то, что удивляет вас — особенно если добуриться до действительно очень глубоких слоев земной коры».

«Говоря о KTB или о Кольской сверхглубокой скважине, надо признать, что теории, стоящей за целями проекта, уже исполнилось 30-40 лет к тому времени, как началось бурение».

«Эти проекты можно сравнить с полетами на другие планеты, — говорит Деймон Тигл, профессор геохимии Национального океанографического центра в Саутгемптонском университете, принимающий участие в современном японском проекте. — Они — чисто научные инициативы, и вы никогда до конца не знаете, что в итоге найдете».

«При работе над скважиной №1256 [пробуренной в рамках проектов Deep Sea Drilling Project (DSDP, «Проект глубоководного морского бурения») и Ocean Drilling Program (ODP, «Программа океанского бурения»)], мы были первыми, кто увидел нетронутую океанскую кору. Это было захватывающе. Всегда сталкиваешься с чем-то неожиданным».

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Начиная с 1990-х, научно-исследовательский комплекс Кольской сверхглубокой постепенно приходил в упадок и теперь просто заброшен и разрушается

Сегодня одним из наиболее важных проектов Международной программы океанографических открытий (IODP) можно назвать «M2M-MoHole to Mantle» («M2M — «Мохол к мантии»). Как и в старом «Проекте Мохол», ученые планируют пробурить океанское дно, где земная кора толщиной всего около 6 км.

Цель проекта ультраглубокого бурения, на который выделен 1 млрд долларов, — впервые в истории человечества достичь мантии и достать ее образцы.

Полученные данные могут изменить представления об устройстве нашей планеты, позволить по-новому взглянуть на сложные процессы, которые происходят в глубине Земли (Японии, постоянно страдающей от разрушительных стихийных бедствий, это особенно важно, так как поможет более точно прогнозировать приближающиеся землетрясения, цунами и вулканические извержения. — Прим. переводчика).

«Чтобы сделать это, потребуется полная поддержка со стороны японского государства», — подчеркивает Тигл, участвующий в проекте.

Имея в виду этот будущий проект, еще в 2005 году японцы построили специальный исследовательский корабль «Тикю» («Земля»), буровое судно четвертого поколения.

«Тикю» с тех пор принял участие во множестве самых разных исследований. Он использует систему GPS и шесть управляемых компьютером сопел, которые могут менять позицию огромного судна с шагом всего лишь 50 см.

«Сверхглубокие скважины помогли нам узнать много нового о толстой континентальной земной коре, — говорит программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники Шон Токзко. — Теперь мы пытаемся побольше узнать о границе между корой и мантией».

«На данном этапе необходимо сделать правильный выбор — где бурить. Есть три района-кандидата — у берегов Коста-Рики, Гавайев или Бахи (Мексика)».

В каждом из трех случаев это определенный компромисс между глубиной океана, расстоянием до места бурения и необходимостью иметь базу на берегу, которая будет поддерживать эту круглосуточную морскую операцию стоимостью в миллиард долларов.

«Инфраструктуру можно построить, но на это требуются и время, и деньги», — добавляет Токзко.

«По большому счету главная проблема — в расходах, — говорит Хармс. — Такие экспедиции невероятно дорогостоящи, и поэтому их трудно повторить».

«Они могут обходиться в сотни миллионов евро — и из этой суммы только очень малый процент идет на научные исследования как таковые. Остальное — на развитие технологий и на сами операции. Нам нужны заинтересованные политики, которые смогут разъяснять ценность этих экспедиций».

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Узнайте, как бурить скважину на воду своими руками – простые советы

Если вы счастливый владелец дома или любите проводить время на дачном участке, наслаждаясь природой и тишиной, вам рано или поздно понадобится собственный источник воды. Рано – если рядом нет централизованного трубопровода. Позже – если вы захотите получить водную независимость.

Но для этого нужно знать, как бурить скважину на воду своими руками – тут есть несколько нюансов, которые обязательно учитываются.

Виды источников

Прежде, чем понять, как бурят скважину для воды, обратите внимание на различные виды подобных конструкций. В частности, это могут быть:

• колодец, если есть источник для быстрого его наполнения;
• скважина на песок – подразумевается, что вода залегает на глубине от десяти до пятидесяти метров;
• артезианская скважина – ее глубина может достигать и двухсот метров.

Чтобы определить хотя бы примерный уровень залегания водоносных горизонтов, узнайте у соседей, на какую глубину заглублялись они. Хотя это не точные показатели – все зависит от особенностей каждого конкретного участка.

Ручной метод

Конечно, если вас интересует вода артезианская, то в таком случае можете не думать, как сделать скважину для воды лично. Тут понадобится специальное оборудование. Но если водоносные горизонты залегают не слишком глубоко, то можно потрудиться и своими руками.

Для этого необходимо подготовить инвентарь:

• бур;
• вышку;
• лебедку для вышки и бура;
• штангу;
• трубы.

Если глубина совсем малая, то можно исключить вышку. В таком случае просто постепенно проворачивается бур, на свою длину, а потом вынимается и удаляется земля.

Чтобы задать направление буру, следует предварительно выкопать небольшую ямку – примерно на две лопаты в глубину.

Есть и еще один ручной способ – он предполагает использование особой установки, обеспечивающей ударное воздействие на грунт. Специальная желонка, подбираемая под тип грунт, опускается с определенной высоты на полной скорости в грунт и погружается в него. Когда желонка поднимается, в ее нижней части срабатывает клапан, который препятствует обратному высыпанию почвы.

Не забываем про обсадку!

При любом способе важно использовать обсадные трубы. Они необходимы для того, чтобы избежать вероятного обсыпания стен созданной вами скважины. А также позволяют предотвратить попадание плохой воды из верхних горизонтов.

Поэтому, мало знать, как пробурить скважину водой – необходимо еще и уметь работать с обсадными трубами. Если у вас нет таких навыков, лучше пригласите профессионалов, иначе вся ваша работа пойдет насмарку.

Как колодцы получают воду из подземных рек?

Категория: Науки о Земле Опубликовано: 16 июля 2013 г.

Большинство колодцев получают воду не из подземных рек, а из водоносных горизонтов. Водоносные горизонты — это слои горных пород и почвы, через маленькие поры которых течет вода. По большей части под земной поверхностью нет гигантских пещер с бурными потоками воды, быстро текущими через них. Вместо этого грунтовые воды медленно и мягко капают через небольшие промежутки внутри скал, между камнями и между сыпучими материалами, такими как песок и гравий.Фактически, воде в водоносных горизонтах могут потребоваться годы или столетия, чтобы вернуться на поверхность, как показано на рисунке. Типичный расход воды в водоносных горизонтах составляет десять футов в год. По этой причине, если в регионе не будет дождя в течение нескольких недель, колодцы не сразу станут сухими.

Расходы грунтовых вод через разные слои. Изображение в открытом доступе, источник: USGS.

Новая вода, например, от дождя или талого снега, капает в землю через поры и трещины в камнях и почве.Часть воды прилипает к грязи и камням у поверхности, а часть продолжает стекать вниз. Слой земли прямо под поверхностью представляет собой смесь камня, почвы, воды и пузырьков воздуха. Когда сила тяжести втягивает воду в землю достаточно глубоко, она заполняет все возможные поры и трещины, заставляя пузырьки воздуха подниматься вверх. На этой глубине земля насыщается водой. Граница между ненасыщенным грунтом и насыщенным грунтом называется уровнем грунтовых вод. Точное расположение уровня грунтовых вод зависит от того, сколько там новой воды, как быстро вода утекает и насколько проницаема земля.

Если вы выкопаете яму в земле, которая заканчивается над уровнем грунтовых вод, большая часть воды на этой глубине прилипает к частям почвы и камня, так что немного воды выливается в вашу яму. Напротив, если вы выкопаете яму достаточно глубоко, чтобы она оканчивалась ниже уровня грунтовых вод, вода из насыщенного грунта под действием силы тяжести втянется в пустое пространство на дне ямы. В этом случае ваше отверстие заполняется водой, которая капает из отверстий в камнях. Но вода заполняет вашу яму только до уровня грунтовых вод (на самом деле немного ниже).Чтобы вода в лунке поднялась выше уровня грунтовых вод, она должна течь вверх, а не вниз, что не является принципом гравитации. «Колодец» — это просто яма, вырытая достаточно глубоко, чтобы проникать ниже уровня грунтовых вод и, следовательно, заполняться водой. Для извлечения воды из старых колодцев использовались простые ведра на веревках. В более современных колодцах используются насосы, которые всасывают воду в скважину. Насосы можно приводить в действие вручную, с помощью прикрепленной ветряной мельницы или электродвигателя. При рытье нового колодца необязательно искать подземную реку.Вам просто нужно копать достаточно глубоко, чтобы добраться до уровня ниже уровня грунтовых вод.

Что-то интересное может случиться, если слой непроницаемой породы находится над слоем проницаемой породы, заполненной водой, и если непроницаемая порода наклоняется вниз. Вода, текущая на нижнем уровне, захватывается водонепроницаемым верхним уровнем, создавая замкнутый водоносный горизонт. По мере того, как вода течет вниз без выхода, нарастает давление. Если яма вырыта в земле достаточно глубоко, чтобы доходить до закрытого водоносного горизонта, давление может быть достаточно большим, чтобы вода в колодце поднималась без какой-либо помощи насоса.Такой колодец называется проточным артезианским колодцем.

Темы:
водоносный горизонт, окружающая среда, земля, грунтовые воды, проницаемые, вода, грунтовые воды, колодец

Наука за глубоководным бурением нефти

Попытки уловить утечку нефти из скважины BP в Мексиканском заливе потерпели неудачу в среду после того, как подводный робот врезался в вентиляционную систему защитной крышки, что вынудило BP временно удалить его последняя попытка уловить миллионы галлонов нефти, извергнутой в Персидский залив.

Апрельская катастрофа Deepwater Horizon продолжает вызывать вопросы о способности нефтяной отрасли справляться с проблемами и рисками, связанными с бурением миль ниже дна океана для достижения нефтяных залежей с высоким давлением.

Научный репортер Генри Фонтейн освещал экологическую катастрофу для газеты The New York Times. В интервью корреспонденту Fresh Air Дэйву Дэвису Фонтан объясняет, как глубоководное бурение работает на тысячи футов ниже уровня моря и что, возможно, пошло не так на Deepwater Horizon.

Фонтан говорит, что он также узнал, на что люди готовы пойти, чтобы добыть нефть.

«Одна из вещей, которую я узнал, это то, что эта конкретная скважина, в которой произошел выброс, не была чем-то необычным. … Но одна из вещей, это действительно связано с нашей потребностью в масле, и не только в машинах, практически для всего — пластика, удобрений и общества », — говорит он. «И проблема в том, что легкую нефть в основном добывали: нефть с суши, нефть из неглубоких морских скважин.Так что в будущем мы собираемся пробурить больше этих скважин в экстремальных условиях. Так что в некотором смысле есть потенциал для новых катастроф в будущем, и мне кажется, что если когда-либо и был аргумент в пользу использования альтернативных источников энергии, то аргумент выдвигается сейчас — довольно трудным образом, но он делается. . »

Основные моменты интервью

В масштабе глубоководной буровой установки

« Большинство людей не осознают, насколько велики эти буровые установки и насколько огромны масштабы бурения в целом, особенно глубоководного бурения.Глубоководный горизонт имел размеры примерно 300 на 300 футов, с буровой вышкой высотой от 220 до 230 футов и предназначался для бурения на очень глубокой воде, примерно до 7000 футов. Таким образом, он несет тысячи футов бурильных труб и тысячи футов других трубопроводов — это действительно гигантское оборудование ».

О том, как буровая установка остается на месте

« Это называется динамическим положением. Я считаю, что у этой установки было восемь подруливающих устройств. Они могут вращаться на 360 градусов, и в основном они могут удерживать снаряжение в определенном месте в течение нескольких дней.»

О важности синтетического бурового раствора, закачиваемого в ствол

» У вас есть 5 000 футов воды [в случае Deepwater Horizon], и у вас есть 13 000 футов скальной породы, и это оказывает большое давление на нефть, которая в основном находится в пласте на глубине. Таким образом, без бурового раствора для создания тяжелого столба нисходящей силы нефть и газ просто поднимутся вверх ».

О противовыбросовом превенторе

« Вы можете думать о противовыбросовом превенторе как о последней линии защиты или как о противовыбросовом превенторе. вторая линия защиты.И это огромно. Тот, что был у Deepwater Horizon, был около 53 футов в высоту, около 25 футов в ширину с обеих сторон, как квадрат, и весил что-то около 350 тонн, так что на самом деле это не легкое оборудование. … На нем есть несколько различных уплотнительных механизмов, и некоторые из них предназначены для использования — не в аварийных ситуациях, но если им придется провести определенные испытания, они закроют часть противовыбросового превентора ».

О том, что произошло на Deepwater Horizon

«Была какая-то проблема с контролем скважины, какой-то большой выброс метана.Они вроде как боролись с вещами в течение получаса, по крайней мере, чтобы взять ситуацию под контроль. Есть признаки того, что они перенаправили поток и попробовали другие методы, чтобы попытаться остановить ситуацию. Вероятно, задействовали части противовыбросового превентора и, возможно, пытались задействовать главную особенность противовыбросового превентора, а именно гидроцилиндры с глухим сдвигом, которые фактически как бы перерезают бурильную трубу и запечатывают скважину. И это действительно последняя проблема, потому что если вы сделаете это, ваша бурильная труба упадет в скважину, и вам придется вернуться и выудить ее, и это займет у вас много времени, и это будет стоить вам много Деньги.»

Copyright NPR 2021.

Глубоководное бурение — обзор

Бурение глубоководных скважин

Глубоководное бурение — планирование

В этом разделе кратко излагается базовое введение в проект глубоководного бурения, чтобы дать первый взгляд на необходимую скважину и оперативное понимание ключевых и существенных различий, затронутых в этом разделе.Проекты глубоководного бурения могут быть настолько разнообразными, что существует множество вариаций, некоторые из которых похожи, а другие совершенно разные.

Провал в проектах глубоководного бурения гарантирован гораздо более болезненным и дорогостоящим опытом, чем стандартная норма, с гораздо большим упором на 7 P при планировании проекта:

•

Правильное предварительное планирование предотвращает плохое ( People & Product ) от Performing.

Пример пошагового изменения в планировании проекта от стандартных норм, приведенный в конце 90-х, когда супервайзеры бурения, т.е. , этот автор в то время , толкатели инструментов, сторонние специалисты, геологи-операторы, супервайзеры, руководители , и другие ключевые игроки были привлечены к выделенным офисным помещениям, чтобы они были более согласованы и интегрированы с с предварительной загрузкой , предварительным планом , и планом с гораздо большей глубиной и детализацией, чем до использования подхода, основанного на управлении проектами.

Результатом, основанным на обширном опыте этого автора в процессах трансформации, стало то, что проекты выполнялись гораздо более последовательно. выполнялись в соответствии с планом. с лучшими практиками, результатами и реализованными преимуществами по сравнению с очевидными историческими аналогами.

Ключевым и заключительным утверждением этого подхода было обеспечение и установление высококвалифицированных людей, коммуникации, совместной работы, и гораздо больший упор делается на безопасную (без потерь) работоспособность от начала до конца проекта. Это действительно работает!

Готовность и мобилизация буровой установки

На самом деле начало и конец проектов часто игнорируются или игнорируются, пока они не появятся на горизонте выполнения. Этот недостающий пробел был выявлен и устранен на этапах предварительного планирования проекта в той степени, в которой было назначено лицо (лица), которое возглавило объем минипроекта для более детального рассмотрения этих этапов эксплуатации . Больше внимания было уделено ролям, обязанностям и подотчетности назначенного сотрудника проекта, и, что важно, обеспечению того, чтобы ценность персонала буровых подрядчиков и сторонних специалистов была интегрирована и согласована с процессами проекта на как можно более ранней стадии.По сути, гораздо больше процессов предварительной загрузки проекта, предварительного планирования, планирования, предварительной подготовки, трансформационных процессов привело к получению гораздо более качественных входных данных, выходных данных, результатов и преимуществ в отношении выбора судна , аудитов и инспекций. Обоснования безопасности скважин и буровых установок , промежуточные документы. , программы, готовность к бурению . Очевидным доказательством было то, что в ходе реализации проекта на самом деле были получены гораздо лучшие результаты и выгоды.

Фазы фундамента, кондуктора и наземного ствола скважины

Определение местоположения судна посреди океана для определения точного местоположения скважины на глубине воды от 2000 (6562 футов) до 3000 м (9843 футов) на морском дне сильно отличается от определения местоположения , позиционирование и начало колодца на поверхности, где вещи гораздо более заметны.Для решения этой проблемы должны быть предусмотрены различные стандарты проектных систем и передовые процедуры. После того, как это будет завершено, и судно и местоположение скважины будут проверены и подтверждены. Этап реализации проекта бурения может начаться, когда из-за присущего ему более мягкого характера условий морского дна, которые существуют, три метода ( A , B и C , как показано на рис. 5.8) оцениваются для установки и проверки. необходим первоначальный фундамент и токопроводящие трубы.

Рис. 5.8. Варианты глубоководных фундаментных труб.

Источник: Марк Чайлдерс.

В зависимости от глубины воды конструкция конструкционной трубы для глубоководных скважин должна быть существенно большего диаметра или большей толщины стенки, чтобы выдерживать повышенные циклические изгибные и осевые (усталостные) нагрузки, которые могут существовать. В результате получается, что глубоководные и сверхглубокие трубопроводы обычно будут иметь внешний диаметр от 30 до 36 дюймов и толщину стенки от 1½ до 2 дюймов по сравнению с традиционными 30 ″ наружным диаметром × ½ ″ — 1 ″, которые используются на стандартных морских скважинах.

Размер и длина конструкции фундаментной (кондуктивной) конструкционной трубы на глубоководных участках определяется сроком службы скважины, конструкцией скважины, количеством требуемых колонн, длиной, весом, размером, нагрузками, типом скважины, которую необходимо оставить на постоянной основе или оставить в качестве потенциальная добывающая скважина, и т. д. Примечание : Типичная последовательность глубоководного бурения без райзера (шлам возвращается и выгружается на морское дно) с типичными опасностями мелководья проиллюстрирована на рис. 5.9.

Рис. 5.9. Последовательность бурения без гребня.

Обучение бурению в Source Kingdom 2002.

Одна надводная обсадная колонна — это все, что требуется в глубоководных регионах. Если, однако, существуют небольшие опасности, эксплуатационные проблемы или связанные с ними трудности (как показано на Рис. 5.9), устанавливаются две (26 ″ и 20 ″ (660,4–508 мм), как показано) или более обсадных колонн на поверхности. Последняя надводная колонна, т.е. обсадная труба 20 дюймов (508 мм) на рис. 5.9, должна быть пробурена до конструктивной глубины, чтобы обеспечить целостность скважины для размещения подводного превентора и последующих промежуточных и эксплуатационных обсадных колонн, хвостовиков и их осевых. грузы, которые должны быть надежно и оперативно поддержаны.

Примечание. На этапах бурения с обсадной колонной подводный противовыбросовый превентор и буровой раствор также будут испытаны на поверхности, проверены и подготовлены к развертыванию и использованию.

Бурение под поверхностью обсадных колонн

После того, как подводный противовыбросовый превентор спущен, установлен и проверен, бурение продолжается под обсадной колонной на поверхности, аналогично существующему наземному и морскому бурению, за исключением того, что все операции проводятся через большой морской стояк (обычно 18.75 ″ (476,3 мм) дюйма диаметром сквозного ствола), который будет содержать большой и значительный объем бурового раствора в соответствии с длиной стояка, как показано. Примечание : Большие объемы жидкости, которые существуют в скважине повсюду, должны быть размещены как снабжающими, так и буровыми судами до, во время ( в случае разъединения, когда буровой раствор может быть доставлен обратно на буровую установку на промежуточный период ), и после бурения скважины.

баррелей = 42 галлона = 18,75 дюйма Lr = 7500 футов Lr = 2286 мВол = π⋅d42; Lr = 407 м3Объем = 2561 баррелей

Подводный противовыбросовый превентор расположен вертикально и жестко над морским дном с соответствующими линиями управления, дросселирования, глушения и наддува, интегрированными в прикрепленный морской стояк, который поддерживается в натянутом состоянии и соединен с буровой установкой в ​​лунном бассейне через скользящее соединение, нагрузочное кольцо стояка, натяжители стояка, кожух отклонителя, шланги с дроссельной заслонкой и линией глушения и т. д.

Режимы давления, температуры и объема, а также все рутинные рабочие задачи и действия должны быть наилучшим образом отработаны и реализованы, часто требуя очень различных наборов рабочих стандартов в отношении ситуации бурения, окружающей среды и существующих условий.

Одна или две фазы бурения промежуточных секций обычно требуются для первого режима давления, проблемной зоны или потенциальных углеводородных объектов. Все обсадные колонны или хвостовики должны быть размещены в подводном устье и конструкции скважины.Каждая колонна проверена и подтверждена на соответствие требуемым стандартам целостности скважины перед более глубоким бурением.

При аномальных или субнормальных режимах давления и / или наличии проникающих углеводородов, связанных с геологией, сужение эксплуатационных границ бурения. Одна, две или три, эксплуатационная обсадная колонна и хвостовики необходимы для добавления рабочих дней на буровую, затрат, проектирования скважины, стандартов, программы и эксплуатационных требований. Требуются уникальные задачи, такие как последующее и подсолевое, карбонатное, битумное, более высокое давление, температура, превышение обычных пределов и ограничения — все это требует применения передовых технологических методов.

Таким образом, проекты в глубоких и сверхглубоких водах могут потребовать от трех или четырех обсадных колонн (см. Таблицу 5.2 и рис. 5.10) в средах с нормальным давлением, где существует меньше эксплуатационных проблем, опасностей и рисков. Для более сложных ситуаций, условий и рабочих сред, требующих нескольких обсадных колонн (Таблица 5.2 и Рис. 5.10) и хвостовиков для обеспечения безопасной целостности проекта, проверяется и поддерживается. Когда обычные пределы превышаются, как это часто бывает в более экстремальных глубоководных скважинах, тогда рекомендуются нетрадиционные, адаптивные и / или технологические методы с плавучих судов.

Таблица 5.2. Общие различия по мере того, как проекты расширяются в более глубокие рабочие среды

Стоимость

Отказ от скважины

Отказ от глубоководных скважин, установка цементных пробок во многом аналогичны операциям плавучего бурения на мелководье на шельфе.Сбалансированные, неуравновешенные заглушки для боковых стволов, оставления, возврата заглушек используются и устанавливаются одинаково с теми же проблемами. UK Oil and Gas, Norsok D-010, API RP 96, BSSE, все предлагают конкретные инструкции по ликвидации, чтобы гарантировать безопасную приостановку или ликвидацию скважины. Во многих регионах, где отсутствует морская деятельность, устья скважин обычно оставляют на месте, поскольку это доказано и доказано, что это самое безопасное решение с наименьшим воздействием на окружающую среду.

Примечание. В некоторых регионах действуют нормативные стандарты только для бурения на мелководном шельфе, где существует несколько видов морской деятельности.Здесь понятно, что все скважины и инфраструктура должны быть физически удалены в конце жизненного цикла скважины. Для оставления скважин на месте , где не ведется деятельность на море, требуется глубоководное устройство.

Угловые колодцы — Журнал водозаборных скважин

Использование горизонтальной технологии для получения воды в труднодоступных местах.

Лана Штрауб

Наш круглый стол

Майкл Любрехт, LG , старший геолог в Directed Technologies Drilling Inc.в Бремертоне, Вашингтон

Джон МакКрей, доктор философии ., Профессор и руководитель гражданской и экологической инженерии в Колорадской горной школе в Голдене, Колорадо

Гэри Соден, CWD , из Clear Heart Drilling Inc. в Санта-Роза, Калифорния

Дэвид Траут, MGWC, CVCLD , из Mark J. Traut Wells Inc. в Уэйт-Парке, Миннесота

Нефтяное месторождение может прийти в голову, когда вы думаете о наклонных скважинах.

Горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта были основой последнего нефтяного бума.С помощью этой технологии буровые установки бурильные установки бурят вертикально, а затем горизонтально, пока не достигнут своей предполагаемой нефтяной «полезной зоны».

Использование этого метода бурения часто дороже, чем традиционное вертикальное бурение, но затраты часто оправдываются огромным притоком нефти и газа из этих ранее недоступных зон.

Так может ли эта технология работать с водой?

Большинство традиционных скважин на воду бурятся вертикально сверху вниз. Однако этот метод означает, что водные зоны должны горизонтально пересекаться с вертикальным стволом скважины.Как и в случае с нефтью и газом, если вы пропустите полезную зону с помощью вертикального ствола, количество галлонов в минуту, производимое скважиной, может не удовлетворить потребности вашего клиента.

Есть шанс, что воды вообще не будет.

Некоторые специалисты по подземным водам, как подрядчики, так и ученые, считают, что технология наклонных скважин может быть полезна для водных систем. И поэтому мы проводим здесь круглый стол с некоторыми из этих профессионалов.

Water Well Journal: Можете ли вы рассказать нам, почему этот угловой метод может быть полезным?

Гэри Соден: Горизонтальные колодцы выгодны, когда у собственника нет воды в вертикальном положении.

Дэвид Траут: Одно из самых выгодных мест для использования этой технологии — это бассейны рек. Иногда бывают районы, где, если вы выезжаете за пределы речного бассейна, вы не можете получить удовлетворительный вертикальный колодец из-за того, что вода прорезала там свой путь и осадочные пески переотложились в русле реки. Районы с плохими поверхностными водами, особенно с высокими TDS, также являются районами, где этот метод является полезным. Мы пробурим под речным бассейном и позволим пескам матери-природы стать естественной фильтрующей средой.

Майкл Любрехт : Горизонтальные скважины особенно привлекательны для относительно неглубоких скважин, скажем, менее 150 футов, с тонким водоносным слоем или для добычи воды из поверхностных водоемов.

Некоторые водоносные горизонты довольно широкие, но не толстые. В таких случаях обычный вертикальный колодец может быстро исчерпать запас воды в небольшой зоне вокруг колодца — конусе депрессии — и вывести из него воду. В зависимости от проницаемости почвы, подпитки и других факторов, вертикальная скважина может быть ограничена в том, насколько сильно вы можете ее перекачивать без нагрузки на водоносный горизонт.Если вы вставляете несколько колодцев, вам нужно соединить их все, и иногда доступ становится большой проблемой.

В этих условиях вы можете построить горизонтальный колодец возле дна водоносного горизонта и расширить его на сотни футов. Это значительно увеличивает производительность скважины, и у нее по-прежнему есть только одно устье для подключения, один насос и т. Д.

John McCray: Горизонтальные и наклонные скважины должны быть намного более эффективными, чем вертикальные, если вычесть, где находятся водоносные пласты, но их бурение намного дороже.Конечно, одна горизонтальная или угловая скважина может быть столь же эффективной, как четыре или пять вертикальных скважин, так что в конечном итоге она может оказаться дешевле.

WWJ: Является ли литология проблемой при принятии решения, использовать ли ее?

John: Основная идея горизонтальной скважины заключается в том, что она обеспечивает лучший доступ к флюидам в большинстве геологических условий. Нефть, газ и подземные воды существуют в пористых геологических формациях, которые в основном являются осадочными. В случае нефти это органическое вещество, которое превращается в масло, а в случае воды осадок наполняется, когда вода проливается на него дождем или когда над ним образуются озера.

Дэвид: Если вы находитесь в такой геологии, где река пересекает территорию штата, и обе стороны речного бассейна испытывают трудности с получением воды, мы можем бурить скважину параллельно бассейну реки или пройти под речным бассейном, потому что многие бассейны рек заполнены гравием, изначально засыпанным водой. Мы сохраняем горизонтальный наклон, стараясь избегать определенных слоев с водой более низкого качества, чтобы найти воду, в которой общее количество растворенных твердых веществ меньше, чем в самой речной воде.

Майкл: Тип камня или почвы также имеет значение. Самым простым способом бурения для наклонно-направленных буровых установок является плотный илистый песок, но водоносные горизонты встречаются в различных типах материалов, от валунов и булыжников до трещиноватой коренной породы. Их также можно просверлить, но иногда с трудом, что может значительно увеличить стоимость.

Gary: Литология определяет тип технологии бурения. Так что, если он находится в твердой породе, нужно использовать пневмомолот.В более мягких породах мы делаем воду роторной.

WWJ: Какие факторы определяют возможность использования этого метода?

Gary: Это делается в холмистых и горных районах, где можно поднять буровую установку на склон холма и бурить горизонтально. Их можно пробурить от 50 футов до 1000 футов и более. Это не направленное бурение, когда буровые установки начинаются под углом, проходят определенную глубину, а затем идут горизонтально. Скважина с самого начала пробурена горизонтально.

Дэвид: Мы бурим наклонные скважины диаметром 12 футов и более, в основном для колодцев для водоснабжения в речных бассейнах. Поскольку большинство наших скважин пробурены рядом с рекой, необходимо учитывать множество факторов. Есть проблемы с откатом — вам придется иметь дело с регулирующими органами, буриющими в пойме. На реке Миссисипи есть места, где с обеих сторон есть гранит — мы знаем, что в русле реки есть гравий, но как к нему добраться? Очевидно, что вертикальный не работает, поэтому вы идете горизонтально.Иногда мы делаем 6-дюймовые испытательные пилотные скважины, чтобы определить, будет ли это работать.

Michael: Глубина скважины является проблемой, поскольку для достижения желаемой глубины требуется некоторое горизонтальное расстояние. Если ваша скважина будет иметь глубину 30 футов, для достижения этой глубины потребуется около 150 футов, что обычно не является проблемой. Однако, если вы хотите построить колодец глубиной 500 футов, вам нужно будет наклониться вниз на горизонтальное расстояние около 2500 футов, чтобы достичь нужной глубины. На большинстве сайтов не так много свободного места.

Производственные требования скважины также могут иметь значение. Если необходимо добыть большой объем воды, он будет влиять на диаметр обсадной трубы и экрана скважины, а также на насос, который необходимо использовать. Существуют ограничения по диаметру экрана и длине скважины, которые зависят от мощности буровой установки, используемой для установки.

WWJ: Для чего нужны угловые колодцы?

Michael: В основном мы занимаемся восстановлением окружающей среды и имеем многочисленные примеры установки вертикальных скважин, которые не привели к эффективной очистке площадки, которые затем были успешно устранены вскоре после установки горизонтальных систем.

Мы установили небольшую горизонтальную систему для сообщества на западном склоне Скалистых гор в Колорадо, где их основным источником воды был родник на склоне горы. Был установлен горизонтальный колодец, который расширил пружинные трубопроводы и увеличил их приток. Вертикальная скважина даже не подошла бы в этой ситуации, поскольку в системе не было мощности для насосов, а горизонтальная скважина дренировалась под действием силы тяжести.

Гэри: Большинство работ мы получаем по бурению горизонтальных скважин, мы пробовали бурить вертикально и не обнаружили воды.Это скорее подход «последней инстанции».

Дэвид: Наши клиенты используют эту технологию для водоснабжения колодцев, как правило, для муниципального водоснабжения или гидроразрыва.

WWJ: Считаете ли вы горизонтальные и наклонные скважины будущей рыночной нишей для буровых подрядчиков?

Дэвид: Я попал в него случайно. Кто-то спросил меня, можем ли мы это сделать. Это был клиент, который хотел решить проблему, и мы придумали способ решения этой проблемы, а затем получили больше запросов, поэтому мы продолжали искать лучшие способы решения этой проблемы.Я не вижу, чтобы это был большой рынок, потому что он ограничен в масштабах, где вы можете его использовать. Если у вас есть обычные вертикальные водозаборные скважины и у вас нет проблем с качеством воды, это, вероятно, будет более экономичным. Мы делаем от полдюжины до 10 скважин в год, работая круглый год примерно в пяти штатах.

Майкл: Мы наблюдаем небольшое увеличение количества запросов, которые мы получаем о технологии, хотя маловероятно, что рынок поддержит слишком много подрядчиков.Сложно получить опыт как в горизонтальном бурении, так и в установке скважин. Большинство компаний либо устанавливают вертикальные скважины, либо используют горизонтальное бурение для прокладки трубопроводов или инженерных сетей. Для того, чтобы сделать и то, и другое, требуются целеустремленность и много перекрестных знаний. Инвестиции в оборудование и опытный персонал — препятствие для стартапов.

WWJ: Существуют ли определенные поставщики, которые занимаются бурением горизонтальных скважин на воду? Они из нефтегазового сектора?

Майкл: Мы пользуемся услугами поставщиков из нескольких секторов для наших материалов.Некоторые из крупных поставщиков, такие как Halliburton, Baroid и Johnson Screen, поставляют продукцию как для водозаборных скважин, так и для нефтегазовой отрасли.

Дэвид: Мы покупаем обычные стальные обсадные трубы у производителей обсадных труб. Индивидуальные скважинные инструменты, которые мы используем в процессе бурения, мы изготавливаем на месте.

Как видите, хотя наклонные скважины используются уже несколько десятилетий, все индикаторы показывают, что это нишевый рынок. Однако, поскольку нехватка воды и засуха продолжают оставаться проблемой, предпринимаются инновации, чтобы найти воду там, где она есть.Угловые колодцы станут частью этого будущего.

Поскольку рынок бурения нефтяных и газовых скважин начинает замедляться, возможно, их технологии станут более доступными и смогут применяться при разведке водных ресурсов. При поиске воды для клиентов каждый подрядчик сообщит вам:

«Мы должны взглянуть на проблему со всех сторон».

Лана Штрауб , имеющая опыт работы в юридических и финансовых аспектах малого бизнеса, является офис-менеджером Straub Corp., Стэнтон, штат Техас, компания по бурению экологических и водяных скважин, которой ее семья владеет и управляет ею более 50 лет. С ней можно связаться по адресу Lana @ Straub Corporation.com.

Введение в наклонно-направленное бурение

1 марта 2019 г.

Этот пост содержит материалы из DHD (направленное, горизонтальное и многоствольное бурение) и BDT (базовая технология бурения).

Когда-то предполагалось, что все нефтяные скважины в основном вертикальные или забой скважины находился непосредственно под буровой установкой.Нефтяная промышленность не осознавала в полной мере проблемы наклонно-направленных скважин до разработки месторождения Семинол, штат Оклахома. Скважины на этом месторождении были пробурены очень близко друг к другу, и в результате скважины бурились одна в другую и в уже добывающие. Отклонения до 46º от вертикали были измерены в колодцах семинолов. Среднее отклонение от вертикали составило примерно 13 °. Направленное бурение появилось в конце 1920-х годов, когда были разработаны изогнутые инструменты, которые могли измерять как наклон, так и азимут.

Первая управляемая наклонно-направленная скважина была пробурена в Калифорнии в 1930 году для выявления морских запасов нефти. К сожалению, операторы бурили через арендные линии, чтобы слить нефть, принадлежащую другому лицу, что привело к юридическим проблемам. В 1930-х годах были пробурены наклонно-направленные скважины для выявления запасов нефти, которые в противном случае были бы недоступны. В одном случае наклонно-направленное бурение использовалось для добычи нефти из-под кладбища. Нефть добывали из-под океана путем размещения буровой установки на берегу и направленного бурения на морские нефтяные месторождения.

Мало внимания уделялось наклонно-направленному бурению до тех пор, пока не была пробурена разгрузочная скважина, чтобы заглушить выброс вблизи Конро, штат Техас. Рельефная скважина была пробурена вблизи поверхности прорыва. Для пересечения продуктивного пласта вблизи выброса использовались методы направленного бурения, и выброс был остановлен закачкой жидкости вниз по разгрузочной скважине в противовыбросовую скважину. С тех пор направленное бурение получило широкое распространение. Сегодня постоянные исследования и разработки новых инструментов и методов делают наклонно-направленное бурение более точным и экономичным.

Рисунок 1 Примеры ситуаций наклонно-направленного бурения.

Направленное бурение теперь обычное дело с платформы и на шельфе. Стоимость размещения производственного оборудования на берегу или в Арктике требует, чтобы скважины производились на общей территории. Устья скважин могут быть расположены на одной платформе, а не на нескольких, если скважины бурятся наклонно с одного места. Площадь дренажа платформы может быть увеличена за счет бурения с большим отходом от вертикали (ERD), так что может потребоваться меньше скважин и платформ.Это также минимизирует воздействие производственной деятельности на окружающую среду и максимизирует экономичность добычи углеводородов.

Платформы, подобные показанной ниже, могут быть выше самых высоких зданий в мире. Большая часть строения будет ниже уровня моря и не будет видна. Эти площадки могут быть больше трех футбольных полей. Структурная нагрузка имеет решающее значение для стоимости этих высоких конструкций. Каждая тонна материала на палубах значительно увеличивает затраты, поэтому пространство в цене.Однако стоимость такой большой конструкции требует, чтобы как можно больше скважин было пробурено в одном месте. Направленное бурение позволило экономически выгодно освоить многие интервалы подводной добычи, даже несмотря на то, что эти платформы дороги. Инвестиции в эти платформы, прежде чем будет произведена хоть одна капля нефти или кубический фут газа, часто составляют сотни миллионов или миллиарды долларов США. Прилагаются все усилия для снижения затрат на бурение этих производственных платформ.

Рисунок 2 Пример операции бурения платформы.

ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ СВЕРЛЕНИЕ

Горизонтальное бурение — важное применение наклонно-направленного бурения, которое используется для увеличения продуктивности различных пластов (Рисунок 3). Одно из первых применений горизонтального бурения было в коллекторах с вертикальными трещинами. В трещиноватых коллекторах значительная часть добычи приходится на трещины.Если вертикальная скважина не встретит систему трещин, дебиты будут низкими. Горизонтальная скважина имеет гораздо больше шансов встретить обширную систему трещин. Горизонтальные скважины — очень распространенный способ добычи пластов. Остин Чок в Техасе является классическим примером использования методов горизонтального бурения для создания трещиноватого коллектора.

Рисунок 3 Горизонтальное сверление.

Горизонтальное бурение используется для добычи в тонких нефтяных зонах с проблемами конуса воды или газа.Горизонтальная скважина оптимально размещена в нефтяной ноге пласта. Затем нефть может быть добыта с высокими дебитами с гораздо меньшим падением давления из-за количества пласта, открытого в стволе скважины.

Кроме того, горизонтальные скважины используются для увеличения продуктивности низкопроницаемых коллекторов за счет увеличения количества пласта, открытого в стволе скважины. Вдоль одного ствола скважины можно разместить множество трещин гидроразрыва для увеличения добычи и уменьшения количества вертикальных скважин, необходимых для дренирования пласта.

Горизонтальные скважины также могут использоваться для максимизации добычи из пластов, которые не осушаются вертикальными скважинами. Эти скважины обычно имеют полосы проницаемости в сочетании с естественными трещинами. Горизонтальная скважина может соединять продуктивные части пласта.

Горизонтальное бурение было главным нововведением в отрасли. Это произвело революцию в бурении сланцев и привело к созданию технологии гидроразрыва пласта. Некоторые считают, что гидроразрыв пласта «заслонил гораздо более важную роль горизонтального бурения в обеспечении добычи нефти и газа из ранее недоступных горных пород, что произвело революцию в выработке энергии и даже в международных отношениях».Сегодня примерно две трети всех скважин — горизонтальные. [1]

МНОГОСТОРОННЕЕ СВЕРЛЕНИЕ

Наклонно-направленное бурение также может применяться для бурения многоствольных скважин. Многоствольные стволы — это дополнительные скважины, пробуренные из основного ствола скважины, как показано на Рисунке 4. Многоствольные стволы могут быть такими же простыми, как зарезка бокового ствола открытого ствола, или могут быть более сложными с соединением, которое обсажено и имеет возможность изоляции давления и возможности возврата. Многосторонние методы используются там, где производство может быть постепенно увеличено с меньшими капитальными затратами.Многосторонние карты могут использоваться на море, где количество слотов ограничено. Также используется для размещения дополнительных горизонтальных скважин в пласте.

Рисунок 4 Многоствольные скважины, пробуренные с платформы.

БОКОВЫЕ РЕЙКИ

Зарезка бокового ствола — одно из основных применений наклонно-направленного бурения. Зарезка бокового ствола — это операция, которая отклоняет ствол скважины за счет открытия новой скважины в любой точке над дном старой скважины, как показано на Рисунке 5.Основная причина зарезки бокового ствола — обойти потерявшуюся в яме рыбу; тем не менее, есть несколько других причин для зарезки бокового ствола. Можно выполнить зарезку бокового ствола, чтобы забой скважины мог пересекать продуктивный пласт в более благоприятном месте, например, при падении вверх над контактом нефть-вода. Скважину можно зарезервировать, чтобы уменьшить проблемы, связанные с конусом воды или газа. Зарезка бокового ствола может выполняться в старой скважине для перемещения забоя скважины из истощенной части коллектора в продуктивную часть, например, через разлом или барьер проницаемости.Зарезка бокового ствола разведочной скважины может привести к лучшему геологическому пониманию области (Рисунок 6), особенно там, где геология сложна. Зарезка бокового ствола и наклонно-направленное бурение могут быть более экономичными, чем использование нескольких разведочных скважин, если бурение верхней части скважины является дорогостоящим.

В горизонтальных скважинах обычной практикой является зарезка существующих вертикальных скважин. Внутри обсадной колонны устанавливают ударный приклад и забуривают скважину. Затем пласт бурится горизонтально для увеличения продуктивности.Из одной скважины можно пробурить несколько боковых стволов, которые называются многоствольными.

Чаще всего зарезка бокового ствола достигается путем установки цементной пробки в стволе скважины и зачистки пробки до глубины, на которой начинается зарезание бокового ствола. Отвод может быть «слепым» или «ориентированным». В глухом боковом стволе направление бокового ствола не указывается и не считается наклонно-направленной скважиной. В любом случае отклоняющий инструмент используется для высверливания старого отверстия и начала нового отверстия.

Рис. 5 Зарезка бокового ствола прихваченной компоновки низа бурильной колонны.

Рисунок 6 Несколько боковых стволов.

СВЕРЛЕНИЕ ПРЯМОГО ОТВЕРСТИЯ

В некоторых регионах мира отклонение от вертикали вызвано естественными тенденциями формирования. Наборы с насадочными отверстиями используются для сохранения серьезности излома в разумных пределах. Маятниковые узлы используются для поддержания минимального угла наклона, хотя и с ограниченным успехом при меньших наклонах.Если наклон уже слишком велик, чтобы поразить ранее заданную цель, используются маятниковые узлы, а иногда и забойные двигатели, чтобы вернуть скважину в зону действия цели. Здесь следует отметить, что иногда цели чрезмерно ограничиваются. Контроль наклона скважины стоит значительно дороже, чем допускать отклонение скважины и удерживать серьезность изгиба в пределах разумного. Если нет ограничений по расположению забоя, скважина должна иметь отклонение.

Рисунок 7 Сверление прямого отверстия.

УПРАВЛЯЕМОЕ БУРЕНИЕ

Управляемое направленное бурение используется при бурении нескольких скважин из искусственных сооружений, таких как морские платформы, буровые площадки или искусственные острова (Рисунок 8). Экономика строительства одной морской платформы для каждой скважины в большинстве случаев была бы непомерно высокой. Однако, поскольку скважины можно бурение направленно, с одной платформы можно пробурить сорок или более скважин. Без управляемого направленного бурения большая часть морского бурения была бы нерентабельной.Некоторые месторождения разрабатываются с использованием буровых площадок, когда несколько скважин бурятся из одного места из-за экономических или экологических проблем. Что касается окружающей среды, дороги и производственные объекты могут быть запрещены для каждого участка поверхности с вертикальной скважиной. По мере того как нефтяные компании становятся более экологически сознательными, разработка месторождений с буровых площадок в уязвимых районах может оказаться политически выгодной. На участках с небольшой глубиной воды можно пробурить несколько скважин с искусственных островов.Подводные скважины бурятся по шаблону на дне океана. Во всех случаях снижаются затраты на строительство площадки и перемещение буровой установки. Также из-за близости скважин снижаются производственные затраты. Однако для большинства наземных скважин обычно более экономично бурение вертикальных скважин, чем бурение наклонно-направленных скважин с кустовой площадки.

Рисунок 8 Несколько скважин из искусственного сооружения.

БУРЕНИЕ ЗАПЕЧАТАННЫХ ПЕСКОВ

Существуют особые случаи, когда несколько песков пробуриваются одним стволом скважины.Это происходит, когда крутые песчаные зоны перекрываются несогласием, разломом или выступом соляного купола. Для добычи каждого песка потребуется несколько вертикальных скважин, разделенных барьером проницаемости. Однако все песчаные зоны могут быть пробурены одной направленно пробуренной скважиной, что значительно снижает стоимость добычи (Рисунок 9).

Рисунок 9 Бурение нескольких песков из одного ствола скважины.

ДОСТУП К НЕДОСТУПНЫМ МЕСТОРОЖДЕНИЯМ

Бывают случаи, когда месторождения нефти находятся в недоступных местах, таких как города, реки, береговые линии, горы или даже производственные объекты (Рисунок 10).Когда место не может быть построено непосредственно над продуктивным пластом, ствол скважины может быть перемещен по горизонтали с помощью направленного бурения. Это позволяет добывать месторождения углеводородов, которые иначе были бы недоступны.

Рисунок 10 Недоступное место.

НЕИСПРАВНОЕ СВЕРЛЕНИЕ

Направленное бурение также применимо при разломном бурении (Рисунок 11). Иногда бывает сложно пробурить вертикальную скважину в круто падающей наклонной плоскости разлома.Часто долото отклоняется при прохождении через плоскость разлома, а иногда долото следует за плоскостью разлома. Чтобы избежать этой проблемы, скважину можно пробурить на верхней или нижней стороне разлома и отклонить ее в продуктивный пласт. Долото пересекает разлом под достаточным углом, при котором направление долота не может измениться, чтобы следовать за разломом.

Рисунок 11 Разрывное бурение.

БУРЕНИЕ КУПОЛЬНОЙ СОЛИ

Многие месторождения нефти связаны с внедрением соляных куполов.Направленное бурение использовалось для извлечения части нефти, которая была задержана проникновением соли. Вместо бурения через соляные выступы скважины можно направленно пробурить рядом с соляным куполом и в нижележащие ловушки, как показано на Рисунке 12. Однако с появлением солевых растворов и буровых растворов на нефтяной основе объем наклонно-направленного бурения снизился. . Трудно пробурить большие интервалы соли с помощью пресноводных буровых растворов. Направленное бурение вокруг соли устраняет многие проблемы, связанные с буровой солью.

Рисунок 12 Бурение соляного купола.

БУРЕНИЕ РАЗГРУЗОЧНЫХ СКВАЖИН

Узкоспециализированное приложение для наклонно-направленного бурения — это разгрузочная скважина. Если скважина вырывается и становится недоступной с поверхности, то пробуривается разгрузочная скважина, чтобы пересечь неконтролируемую скважину около забоя (Рисунок 13). Затем вода или грязь закачиваются через разгрузочную скважину в неконтролируемую скважину. Поскольку иногда требуется, чтобы разгрузочная скважина пересекала неконтролируемую скважину, наклонно-направленное бурение должно быть очень точным и требует специальных инструментов.Данные исследования недостаточно точны, чтобы пересекать ствол скважины на глубине; скорее, при бурении разгрузочных скважин требуется бесконтактный каротаж.

Рисунок 13 Бурение разгрузочных скважин.

СВЕРЛЕНИЕ С РАСШИРЕННЫМ ВЫХОДОМ

Еще одно применение направленного бурения — это то, что обычно называют бурением с увеличенным вылетом. Как показано на Рисунке 14, при бурении с увеличенным вылетом скважины скважины имеют большой наклон и большие горизонтальные смещения для истинной пробуренной глубины по вертикали.Он используется для разработки резервуаров с меньшим количеством платформ или меньшими участками резервуара, когда дополнительная платформа не может быть экономически оправдана. Бурение с большим отходом от вертикали станет более популярным, поскольку стоимость платформ на более глубокой воде и в суровых условиях станет более высокой.

Рисунок 14 Бурение с увеличенным вылетом.

Достижения в области технологий позволили операторам бурить скважины с большим отходом от вертикали с очень высокими отношениями HD / TVD (отношение горизонтального смещения к истинной вертикальной глубине).Скважины были пробурены с соотношением HD / TVD, превышающим 6/1, как показано на Рисунке 15. В этих скважинах горизонтальный выход был более чем в шесть раз больше истинной вертикальной глубины, а общая измеренная глубина превышала 32 800 футов (10 000 м).

Рисунок 15 Скважины с увеличенным отходом от вертикали, пробуренные BP.

Одним из наиболее важных преимуществ наклонно-направленного бурения является значительное снижение общей стоимости скважины на один эквивалентный баррель нефти.Если месторождение простирается на большую географическую территорию, для добычи углеводородов может потребоваться несколько платформ. Отказ от использования только одной платформы приведет к снижению затрат на разработку в несколько миллионов долларов. Углеводороды из окраинных областей коллектора или в удаленных блоках разломов также могут быть экономически выгодно добыты путем направленного бурения с существующей платформы. Эти дополнительные резервы продлят срок службы существующих платформ или площадок. Часто в Арктике или в болотах места бурения настолько дороги, что буровые установки размещаются на площадках.В Калифорнии, например, многие скважины к югу от Лос-Анджелеса пробурены с суши на западе под водой. Некоторые платформы расположены на относительно мелководье и направлено бурение под водой. На суше наклонно-направленные скважины сейчас настолько недороги, что скважины бурят под лесами или деревьями, чтобы не платить землевладельцу за вырубку деревьев.

Для наклонно-направленного бурения требуется более высокий уровень технологий, чем для бурения прямых скважин.Должно быть в наличии оборудование для определения направления и угла отверстия. Обычно это означает, что некоторые телеметрические устройства должны быть установлены в КНБК. Одна из проблем с наклонно-направленными скважинами — частая смена направления — по вертикали или горизонтали. Слишком большое количество изменений в вертикальном направлении может привести к проникновению ствола скважины в верхние или нижние слои сланца, через газовую шапку или через водную ногу. Также существует проблема в тяжелых случаях протягивания КНБК назад через ствол скважины.В бригаду буровой установки добавлен наклонно-направленный бурильщик для контроля интерпретации данных, полученных с КНБК, и внесения корректировок, чтобы сохранить ход скважины и предотвратить слишком большое количество изломов в скважине. Бригаде буровой установки и бурильщикам требуется дополнительное обучение, чтобы бурить без непредвиденных проблем. Скважины намного сложнее спланировать и требуют опыта для правильного проектирования программы и траектории скважины. С дорогостоящим оборудованием в скважине прихватывание трубы и другие проблемы обходятся намного дороже. Расходы на аренду оборудования для телеметрии и наклонно-направленного бурения увеличивают ежедневные расходы на установку.Время простоя или время, которое не было потрачено на бурение, должно быть сведено к минимуму, чтобы получить экономические выгоды от наклонно-направленного бурения.

Чтобы узнать больше о направленном бурении, мы рекомендуем записаться на наш курс направленного, горизонтального и многоствольного бурения.

Вам понравился этот совет? Подпишитесь на рассылку новостей о похожих советах месяца и других связанных статьях!

Артикул

[1] Кемп, Джон. (14 июля 2014 г.).Настоящая сланцевая революция: Кемп. Рейтер . Получено с http://www.reuters.com/article/us-shale-usa-kemp-idUSKBN0FJ26220140714

Бурение морских скважин: общий обзор

Процесс бурения нефтяных скважин в открытом море начинается с обнаружения морского резервуара и использования мобильных буровых установок для процесса бурения. После завершения работы временных буровых установок устанавливаются постоянные морские сооружения или платформы для добычи газа / нефти для выполнения дальнейших процессов.

Бурение скважин — это процесс бурения дыры в дне океана для добычи природных ресурсов. Это сложная часть процесса разведки и разработки, которая выполняется в несколько этапов.

Более того, бурение скважины в сложных условиях, таких как низкие температуры морской воды и сильные течения на морском дне с давлением, достаточным для растрескивания даже металлов с высокой прочностью на растяжение, является чрезвычайно утомительным. Поэтому буровые конструкции спроектированы таким образом, чтобы они могли противостоять природе внешних подводных сил.

После того, как компании, возможно, определят площадку и установят на место буровые установки, на морском дне пробуриваются скважины с использованием высокотехнологичного бурового оборудования для добычи природного газа или нефти. Основными этапами устройства глубоководной буровой скважины являются:

1.Забор — это первая стадия процесса бурения, когда бурение проводится в открытом стволе одной из мобильных буровых установок, сначала обсадная колонна диаметром 36 дюймов забивается на глубину до 100 метров на морское дно.Эта 36-дюймовая обсадная колонна является основой скважины и создает основу для дальнейшего бурения. За этим процессом следует бурение на большую глубину и непрерывное добавление обсадных труб меньшего размера, пока не будет достигнута желаемая глубина бурения.

Изображение предоставлено: ppdm.org

Установка блока противовыбросового превентора — после закрепления обсадных труб и цементирования устье скважины или направляющее основание устанавливается на морском дне над обсадной колонной, морской стояк и противовыбросовый превентор опускаются для установки на скважине. головки, которые обеспечивают непрерывность от буровой платформы мобильной буровой установки до скважины для дальнейших процессов бурения.

Противовыбросовый превентор, кредиты изображений: mnn.com

Drilling — После завершения начальных настроек этапов бурения; буровые долота и утяжеленные бурильные трубы, бурильные трубы, поворотные столы на палубе буровых установок и вышке работают синхронно и под напряжением, чтобы прорезать породы и вырыть скважины, которые позволяют нефти или природному газу проходить через обсадные колонны и подниматься вверх до приемная платформа очень контролируемым образом.

Изображение предоставлено: Offshore Energy Today

Бурение в море — это очень многое! Разведка, добыча и транспортировка нефти и газа, загрязнение, вызванное обращением с этими ископаемыми, разработка и использование бурового оборудования и соответствующего специализированного оборудования, квалифицированная рабочая сила и т. Д.Вот некоторые из опасностей, с которыми сталкиваются при бурении на море.

Нефтяные компании за прошедшие годы разработали множество технологий, чтобы удовлетворить растущие потребности. Раньше альтернатив традиционному бурению на мелководье было меньше. Сегодня разведка нефти и газа и разработка шельфовых месторождений привели к появлению новых технологий, позволяющих поддерживать порабощение ископаемого топлива.

Теги: морское бурение

Пресная вода ниже морского дна? — Океанографическое учреждение Вудс-Хоул,

В некоторых местах опасно нехватка воды.В африканском Сахеле поколения сильных засух унесли миллионы жизней и превратили плодородные пастбища в полосы пустыни. В Бразилии жители страдающего от нехватки воды города Сан-Паулу лихорадочно копают самодельные колодцы для добычи пресной воды, в то время как школьники не чистят зубы из соображений экономии. А в Калифорнии из-за опустошительной засухи в последние годы было остановлено почти полмиллиона акров сельскохозяйственных культур и привело к потере десятков тысяч рабочих мест.

По мере того, как районы планеты высыхают, ученые ищут новые источники пресной воды.И они находят его там, где многие люди не ожидают: под океаном. По некоторым оценкам, под морским дном погребено около 120 000 кубических миль пресной воды — больше воды, чем солнце испаряет с поверхности Земли каждый год.

Эти подводные резервуары когда-нибудь можно будет использовать, как огромные прибрежные скважины, чтобы обеспечить дополнительные ресурсы пресной воды на планете, которая становится все более дефицитной, говорят Роб Эванс и Дэн Лизарральде, ученые из Океанографического института Вудс-Хоул.

Эванс и Лизарральде изучали то, что, по их мнению, может быть большими очагами пресной воды, находящимися прямо у виноградников Марты в Новой Англии, под мелководным континентальным шельфом до того, как морское дно круто погрузится в пропасть.

Как туда попала вода? Ученые утверждают, что одна из теорий заключается в том, что пресная вода может просачиваться через шельф из водоносных горизонтов на суше. Другая теория предполагает, что пресная вода поступала из ледников во время ледниковых периодов, когда уровень моря был ниже, а континентальный шельф был обнажен сушей. Ледники таяли, и пресная вода впоследствии оказалась в ловушке под морским дном, когда уровень моря поднялся.

Эванс и Лизарральде с нетерпением ждали разрешения на предложение пробурить пробы воды на сотни футов ниже шельфа от Martha’s Vineyard, чтобы доказать наличие подводных пресноводных отложений и определить их источники.Это предложение по бурению было инициировано Марком Персоном, гидрологом Института горного дела и технологий Нью-Мексико, и Брэндоном Дуганом из Горной школы Колорадо.

«Я бы сказал, что эти запасы пресной воды в конечном итоге могут быть использованы и могут стать ресурсом», — сказал Эванс. «Если они представляют собой изолированные отложения ископаемой ледниковой пресной воды, они исчезнут после того, как будут обнаружены. Но если они связаны с наземными водоносными горизонтами, они могут представлять собой возобновляемые источники пресной воды ».

В центре внимания Новая Англия

Бассейны подводной пресной воды и солоноватой воды (пресная вода, смешанная с солью) обнаружились за тысячи миль от Новой Англии в таких местах, как Танзания и Индонезия, а также недалеко от Нью-Джерси, где артезианская пресноводная вода вышла из скважины. 60 миль от берега во время научного бурения в 1970-х годах.

Но только в последние годы ученые начали уделять внимание Новой Англии. В 2009 году Лизарральде и его коллеги из Геологической службы США (USGS) начали исследование эрозии континентального шельфа у Martha’s Vineyard, используя сейсмические исследования. Они включают в себя тихие пульсации акустических волн через океан и морское дно для картирования геологических структур.

Ученые говорят, что эрозия могла быть вызвана давно исчезнувшим ледниковым покровом, который пробрался на шельф.Когда он в конце концов растает, ледяной покров оставит отложения пресной воды в карманах и порах под шельфом, который позже стал морским дном.

Но сейсмические данные мало что могут сказать вам о типах флюидов, захваченных в этих геологических структурах. Таким образом, Эванс в сотрудничестве с Керри Ки, геофизиком из Института океанографии Скриппса, добавил дополнительную технику, чтобы помочь определить характеристики флюидов. Они адаптировали технологию, называемую электромагнитным зондированием с контролируемым источником (CSEM), которая традиционно использовалась в нефтяной промышленности для обнаружения присутствия нефти и газа в оффшорных зонах.

Концептуально процесс прост. Передатчики, буксируемые кораблем, отправляют электромагнитные сигналы в океан. Электромагнитные поля распространяются вниз на морское дно, становясь сильнее или слабее в зависимости от проводимости материала, через который они проходят. Поскольку пресная вода плохо проводит электрические токи, CSEM может отличить ее от соленой воды и других типов жидкостей.

Используя эту технику, Эванс смог найти сигналы слоя пресной воды у побережья Нью-Джерси в 2015 году — «на той же глубине, на которой пресная вода была первоначально обнаружена путем бурения», — сказал он.

Перепрофилирование метода CSEM для обнаружения пресной воды могло бы стать значительным шагом вперед в поисках пресной воды в открытом море, — сказал Марк Персон.

«Работа Роба трансформирует», — сказал Персона. «Если этот метод сможет работать в других местах так же, как в Нью-Джерси, он может революционизировать нашу способность обнаруживать пресную воду».

Ледниковое происхождение?

Подтверждение наличия пресной воды в Новой Англии — это одно дело; понимание того, как оно попало, есть другое.Точное определение его происхождения определит, является ли это возобновляемым источником воды, поступающей из наземных водоносных горизонтов, или единовременным запасом окаменелой воды, отложившейся там ледниками сотни тысяч лет назад, когда уровень моря был на сотни футов ниже, чем они есть сегодня.

«Дождь попадал бы в проницаемые слои шельфа, которые были обнажены в то время, были бы погребены и перекрыты непроницаемыми слоями и в конечном итоге оказались бы в ловушке», — сказал Лизарральде.

Лизарральде говорит, что важно знать, существует ли резервное водоснабжение у Martha’s Vineyard, но его также интересует, как запасы пресной воды могут влиять на химический состав океана. Оценки показали, что стоки пресной воды могут содержать в десять раз больше питательных веществ, чем речная вода. Если под шельфом есть большой бассейн с пресной водой, это может быть одним из основных путей попадания питательных веществ у прибрежных районов Новой Англии в океан.

«Вода, выходящая из рек, изначально падает с неба, поэтому в ней нет железа», — объяснила Лизарральде.«Но если он попадает в землю, он поглощает железо и другие питательные вещества. Таким образом, он имеет более высокое содержание питательных веществ, когда выходит наружу, и будет поставлять питательные вещества в океан ».

Это имеет огромные последствия для пищевой сети океана и климата Земли. Питательные вещества удобряют продуктивность крошечного морского фитопланктона, который превращает углекислый газ в органический углерод для роста и вытягивания парниковых газов из атмосферы.

Признаки слабости

В некоторых местах дно океана на протяжении тысячелетий создавало водонепроницаемую пленку над пресноводными резервуарами.Но подобно тому, как волна реки толкает слабую дамбу, повышение давления воды у морского дна может в конечном итоге привести к тому, что часть воды под морским дном прорвется. Пресная вода может также встречаться и нарушать химическое равновесие замерзших отложений гидрата метана на склоне, заставляя метан вернуться в газообразную форму. Это может дестабилизировать крутой край шельфа и вызвать подводные оползни, которые, в свою очередь, могут вызвать цунами, которые могут достичь близлежащего побережья.

Увидев в последние годы свидетельства эрозии шельфа у побережья Новой Англии, ученые Evans, Lizarralde и USGS исследуют потенциальную связь между пресноводными отложениями и очевидными структурными недостатками континентального шельфа.

«Морфология внешнего шельфа со временем значительно изменилась», — сказал Эванс. «Во время наших исследований у Martha’s Vineyard мы выявили ряд особенностей, включая просадки наносов и обвалы шельфа. Везде, где у вас много жидкости под поверхностью, могут быть просачивания. И каждый раз, когда просачивание становится более интенсивным, увеличивается вероятность геологических опасностей. Таким образом, дополнительная цель исследования — определить, связаны ли пресноводные месторождения, которые мы ищем, с ослаблением шельфа.”

Как добраться

Бурение пресной воды ниже континентального шельфа Новой Англии потребует пробивания горных пород и отложений на сотни футов ниже морского дна с использованием специализированной буровой установки, стоимость которой оценивается в 4 миллиона долларов.

«Это огромные расходы, но, очевидно, очень важно вернуть образцы, которые недвусмысленно скажут вам, что там есть», — сказал Эванс. «Мы ищем способы заплатить за это».

Лизарральде рада, что проект набирает обороты.Он считает, что сейсмические и электромагнитные данные, подтверждающие их догадки, помогут получить поддержку из источников финансирования.

«В определенной степени существует запрет на то, чтобы тратить столько денег», — сказал он. «Но в последнее время люди перешли из лагеря« Я очень нервничаю »в лагерь« Я действительно хочу посмотреть, что там внизу »».

Хотя Новая Англия не склонна к серьезной нехватке воды в ближайшее время, ученые считают, что это исследование расширит существующие знания о том, что находится под морским дном, что может быть применено в регионах мира, где доступ к безопасной воде является более актуальным.

Нефтяные компании могут быть заинтересованы и по другой причине: они закачивают пресную воду в нефтяные месторождения, чтобы извлечь больше нефти из морских скважин, и могут приветствовать близлежащие источники пресной воды.

Evans планирует дополнительные исследования CSEM между Нью-Джерси и Martha’s Vineyard, чтобы попытаться установить более четкие доказательства того, что они видят залежи пресной воды.

«В конечном итоге мы хотим лучше понять распределение пресной воды на континентальных шельфах во всем мире», — сказал Эванс.«Исследование бурения позволит нам сделать это, поэтому любые дополнительные сигналы, которые мы можем найти сейчас, помогут продвинуть предложение».