粉細(xì)砂層地層出砂原因及成井研究.kdh

1、67 科技創(chuàng)新導(dǎo)報 ScienceandTechnologyInnovationHerald 工 業(yè) 技 術(shù) 2010NO.24ScienceandTechnologyInnovationHerald 科技創(chuàng)新導(dǎo)報1 粉細(xì)砂地層成井出砂原因分析1. 1沒有根據(jù)地層顆粒選用過濾器(1粉砂層、 粉砂含泥層沒有采用填礫過濾器,而采用包網(wǎng)過濾器,往往因為包網(wǎng)的網(wǎng)眼控制不往粉砂而造成大量出砂。(2中、 細(xì)砂層沒有采用填礫過濾器,而采 用 包 棕 過 濾 器 , 即 在 過 濾 器 的 外 邊 包 上棕皮,用以擋住水井抽水時的來砂。 采用這種方法, 一 般 是 地 層 的 顆 粒 越 細(xì) 包 棕 的 層數(shù)

2、越多。 但是在實際施工中,往往對于包棕皮的層數(shù),每個井隊把握的尺度也不統(tǒng)一。有的隊怕造成大量出砂,即多包幾層棕皮,由 于 含 水 層 的 細(xì) 顆 粒 均 擋 在 棕 皮 處, 不能形 成 天 然 過 濾 層 , 往 往 造 成 井 的 涌 水 量 過小;有的井隊怕造成井的水量太小,即少包棕皮,由于擋不住地層的粗顆粒,粗細(xì)顆粒均 能 進(jìn) 入 過 濾 器 內(nèi) 而 不 能 形 成 天 然 過 濾層, 造成大量出砂。1. 2填礫工藝不完善(1沒有采取粉細(xì)砂層真實砂樣,不根據(jù) 地 層 的 顆 粒 級 配 設(shè) 計 填 礫 規(guī) 格, 無論任何 顆 粒 的 含 水 層 一 律 填 入 大 小 混 合 的 礫石

3、,往往造成水中大量涌砂。(2對粉細(xì)砂層的砂樣沒有進(jìn)行嚴(yán)格篩分, 因 此 而 設(shè) 計 的 填 礫 規(guī) 格 過 小 而 影 響 出水量; 或 因 此 而 設(shè) 計 填 礫 規(guī) 格 過 大 而 造 成大量出砂。(3對粉細(xì)砂層成井的礫石墻厚度設(shè)計小 于 50m m , 形 不 成 足 夠 厚 度 的 人 造 過 濾層, 以致造成大量出砂。(4對礫料沒有進(jìn)行篩選,混夾有泥土、細(xì)砂,渾圓度差等,都會降低井的出水量。 1. 3在粉細(xì)砂層施工中施工質(zhì)量達(dá)不到要 求 (1鉆孔傾斜彎曲,形成填礫厚度不均, 填礫薄的一側(cè)擋不住粉細(xì)砂含水地層中的 細(xì)顆粒,以致形成大量出砂,如圖1。 (2因投礫前泥漿循環(huán)不徹底,環(huán)空中

4、還有泥餅,或者泥漿粘度過大,礫石下沉?xí)r 遇阻,造成填礫不實,含水層細(xì)砂進(jìn)入過濾 器內(nèi), 造成大量出砂。 (3上部含水層為粉細(xì)砂層,下部含水 層為中砂、 粗砂層,上部粉細(xì)砂層的部分細(xì) 砂通過填礫進(jìn)入過濾器內(nèi)造成井水含砂。 (4下管過程中,沒有安裝扶正器,不能 使井管居于正中,形成填礫厚度不均,在填 礫薄的一側(cè)造成大量出砂,如圖2。 (5因活塞洗井的抽拉時間過長,粉細(xì) 砂 層 中 細(xì) 砂 大 量 涌 入 井 中 , 含 水 層 形 成 空 洞 造 成 地 層 塌 陷 , 堵 塞 了 濾 水 管 而 造 成 管 井 水 量 過 小 。 2 粉細(xì)砂層成井工藝研究 在 含 水 層 為 明 顯 的 沖 積

5、 層, 呈 條 帶 狀 分布, 具水平層理, 顆粒較細(xì), 成井地層砂 粒徑0.10.5mm,有些粉細(xì)砂粒徑0.0050.05mm的地層成孔,易鉆進(jìn),但巖屑多,孔 壁不穩(wěn)定, 地 下 水 位 高 的 地 區(qū) 孔 口 容 易 坍 塌 。 因 此 , 成 孔 時 應(yīng) 使 用 優(yōu) 質(zhì) 泥 漿 作 沖 洗 液 。 2. 1環(huán)狀間隙 孔 徑 的 大 小 對 成 井 影 響 較 大, 有 一 定 的環(huán)狀間隙才能保證下管、 填礫順利,形成 足 夠 厚 的 人 工 過 濾 層 。 環(huán) 狀 間 隙 150250mm擋 砂 、 濾 水 效 果 好 。 2. 2擴(kuò)孔、掃壁 井 孔 正 直 、 規(guī) 整 是 順 利 下

6、管 并 保 證 成 井 質(zhì) 量 的 前 提 。 在 成 孔 后 下 管 前 認(rèn) 真 進(jìn) 行 擴(kuò) 孔 、 掃 壁 、 換 漿 工 作 ,擴(kuò) 徑 鉆 具 長 1.53m,直徑與孔徑相同,大泵量進(jìn)行擴(kuò)孔、 掃 壁 直 到 擴(kuò) 徑 鉆 具 在 孔 內(nèi) 上 下 無 阻 、 轉(zhuǎn)動靈 活為止。 為 防 止 井 口 坍 塌 ,井口15m 內(nèi)井段 不 刮 洗 孔 壁 。 2. 3更換泥漿 (1下管前換漿。 成孔后一般孔內(nèi)泥漿 粘度大, 含砂量高, 掃壁過程中刮掉泥皮, 孔 內(nèi) 泥 漿 粘 度 更 大 。 及 時 向 孔 內(nèi) 送 入 粘 度 低(2224s、 含砂量小、 膠體率高的優(yōu)質(zhì)泥 漿,替換出孔內(nèi)的劣質(zhì)泥漿

7、,以防下管過程 中 孔 內(nèi) 產(chǎn) 生 沉 淀 。 換 漿 過 程 中 應(yīng) 保 持 泥 漿 性能, 防 止 粗 顆 粒 巖 屑 沉 淀 以 及 泥 漿 產(chǎn) 生 串 流 影 響 換 漿 效 果 。 泥 漿 性 能 以 孔 口 返 出 和 送 入 孔 內(nèi) 的 性 能 接 近 為 宜 。 嚴(yán) 格 控 制 孔內(nèi)泥漿含砂量,使其小于4%。 當(dāng)前國內(nèi)外鉆 井工程使用的沖洗介質(zhì)大致可分為液型和 氣型(包括氣液混合介質(zhì)兩大類。 液型沖洗 介質(zhì)是清水、 泥漿。 氣 型 沖 洗 介 質(zhì) 是 空 氣 、 霧氣、 充氣液體與泡沫介質(zhì)等。 (2下管后換漿。 當(dāng)井管下到預(yù)計位置 后,應(yīng)及時下鉆桿至井管底部換漿,換漿開 始時泥

8、漿粘度控制在2426s,待泥漿循環(huán) 暢 通 后 再 逐 漸 換 稀 泥 漿, 待 孔 口 返 出 的 泥 漿粘度達(dá)到1819s,含砂量<2%,測錘順利 測 至 濾 水 管 頂 界 即 可 填 礫 。 填 礫 過 程 中 可 向孔內(nèi)送清水以控制孔內(nèi)泥漿粘度。 2. 4扶正器 為 確 保 過 濾 器 周 圍 礫 料 厚 度 均 勻, 在 過濾器上,每8m左右加一組扶正器,至少3組,外 徑 比 鉆 孔 直 徑 小20m m。 2. 5下管 當(dāng) 井 管 下 到 孔 底 后 再 提 起1030cm, 既保證井管鉛垂又不因礫石下沉而使井管 隨著下沉。 2. 6填礫 對 礫 石 的 要 求:采 取 粉

9、 細(xì) 砂 含 水 層 真 實 砂 樣 并 進(jìn) 行 嚴(yán) 格 篩 分, 根 據(jù) 含 水 層 平 均 粒徑d50,優(yōu)選礫徑D50=(68d50的礫石對 含 水 層 位 進(jìn) 行 ; 不 具 備 條 件 應(yīng) 填 礫 徑 26m m 、 無 雜 質(zhì) 、 渾 圓 度 好 的 礫 石 。 待 返 漿 適 宜填礫時,測錘能順利下入至過濾器中、 下 部位即可填礫, 要邊測邊填, 防止中途 “架 橋” 。 2. 7嚴(yán)格控制進(jìn)水速度 根 據(jù) 實 踐 經(jīng) 驗, 地 下 水 通 過 過 濾 管 孔 隙 時 的 流 速 過 大 , 將 造 成 水 井 涌 砂 和 水 頭 損失增大。 因此,為保證管井正常有效地工 作 和 延

10、 長 管 井 的 使 用 壽 命 , 必 須 嚴(yán) 格 控 制 地 下 水 通 過 過 濾 管 孔 隙 時 的 流 速 。 據(jù)資料 介紹,一般含水層允許入管流速為0.03m/s,在粉細(xì)砂含水層中一般允許進(jìn)水速度為 0.02m/s以下,該速度不能帶動0.2mm的砂 粒 。 粉細(xì)砂層地層出砂原因及成井研究侯 云 鵬(大慶油田水文地質(zhì)工程公司 黑龍江大慶 163453摘 要 :鉆鑿水井的目的是為了開采地下水資源 , 獲取大量的、 不含砂的、 合乎水質(zhì)要求的地下水 , 使之用于城市供水及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 但 是 , 在粉細(xì)砂層區(qū)塊成井中 , 往往存在著水井產(chǎn)量不高 , 或者出水量大時即大量涌砂的難題。 為了充分發(fā)揮每口水井的效益 , 節(jié)省基建投 資 , 有必要研究造成這些水