粉细砂层地层出砂原因及成井研究.kdh

1、67 科技创新导报 ScienceandTechnologyInnovationHerald 工 业 技 术 2010NO.24ScienceandTechnologyInnovationHerald 科技创新导报1 粉细砂地层成井出砂原因分析1. 1没有根据地层颗粒选用过滤器(1粉砂层、 粉砂含泥层没有采用填砾过滤器,而采用包网过滤器,往往因为包网的网眼控制不往粉砂而造成大量出砂。(2中、 细砂层没有采用填砾过滤器,而采 用 包 棕 过 滤 器 , 即 在 过 滤 器 的 外 边 包 上棕皮,用以挡住水井抽水时的来砂。 采用这种方法, 一 般 是 地 层 的 颗 粒 越 细 包 棕 的 层数

2、越多。 但是在实际施工中,往往对于包棕皮的层数,每个井队把握的尺度也不统一。有的队怕造成大量出砂,即多包几层棕皮,由 于 含 水 层 的 细 颗 粒 均 挡 在 棕 皮 处, 不能形 成 天 然 过 滤 层 , 往 往 造 成 井 的 涌 水 量 过小;有的井队怕造成井的水量太小,即少包棕皮,由于挡不住地层的粗颗粒,粗细颗粒均 能 进 入 过 滤 器 内 而 不 能 形 成 天 然 过 滤层, 造成大量出砂。1. 2填砾工艺不完善(1没有采取粉细砂层真实砂样,不根据 地 层 的 颗 粒 级 配 设 计 填 砾 规 格, 无论任何 颗 粒 的 含 水 层 一 律 填 入 大 小 混 合 的 砾石

3、,往往造成水中大量涌砂。(2对粉细砂层的砂样没有进行严格筛分, 因 此 而 设 计 的 填 砾 规 格 过 小 而 影 响 出水量; 或 因 此 而 设 计 填 砾 规 格 过 大 而 造 成大量出砂。(3对粉细砂层成井的砾石墙厚度设计小 于 50m m , 形 不 成 足 够 厚 度 的 人 造 过 滤层, 以致造成大量出砂。(4对砾料没有进行筛选,混夹有泥土、细砂,浑圆度差等,都会降低井的出水量。 1. 3在粉细砂层施工中施工质量达不到要 求 (1钻孔倾斜弯曲,形成填砾厚度不均, 填砾薄的一侧挡不住粉细砂含水地层中的 细颗粒,以致形成大量出砂,如图1。 (2因投砾前泥浆循环不彻底,环空中

4、还有泥饼,或者泥浆粘度过大,砾石下沉时 遇阻,造成填砾不实,含水层细砂进入过滤 器内, 造成大量出砂。 (3上部含水层为粉细砂层,下部含水 层为中砂、 粗砂层,上部粉细砂层的部分细 砂通过填砾进入过滤器内造成井水含砂。 (4下管过程中,没有安装扶正器,不能 使井管居于正中,形成填砾厚度不均,在填 砾薄的一侧造成大量出砂,如图2。 (5因活塞洗井的抽拉时间过长,粉细 砂 层 中 细 砂 大 量 涌 入 井 中 , 含 水 层 形 成 空 洞 造 成 地 层 塌 陷 , 堵 塞 了 滤 水 管 而 造 成 管 井 水 量 过 小 。 2 粉细砂层成井工艺研究 在 含 水 层 为 明 显 的 冲 积

5、 层, 呈 条 带 状 分布, 具水平层理, 颗粒较细, 成井地层砂 粒径0.10.5mm,有些粉细砂粒径0.0050.05mm的地层成孔,易钻进,但岩屑多,孔 壁不稳定, 地 下 水 位 高 的 地 区 孔 口 容 易 坍 塌 。 因 此 , 成 孔 时 应 使 用 优 质 泥 浆 作 冲 洗 液 。 2. 1环状间隙 孔 径 的 大 小 对 成 井 影 响 较 大, 有 一 定 的环状间隙才能保证下管、 填砾顺利,形成 足 够 厚 的 人 工 过 滤 层 。 环 状 间 隙 150250mm挡 砂 、 滤 水 效 果 好 。 2. 2扩孔、扫壁 井 孔 正 直 、 规 整 是 顺 利 下

6、管 并 保 证 成 井 质 量 的 前 提 。 在 成 孔 后 下 管 前 认 真 进 行 扩 孔 、 扫 壁 、 换 浆 工 作 ,扩 径 钻 具 长 1.53m,直径与孔径相同,大泵量进行扩孔、 扫 壁 直 到 扩 径 钻 具 在 孔 内 上 下 无 阻 、 转动灵 活为止。 为 防 止 井 口 坍 塌 ,井口15m 内井段 不 刮 洗 孔 壁 。 2. 3更换泥浆 (1下管前换浆。 成孔后一般孔内泥浆 粘度大, 含砂量高, 扫壁过程中刮掉泥皮, 孔 内 泥 浆 粘 度 更 大 。 及 时 向 孔 内 送 入 粘 度 低(2224s、 含砂量小、 胶体率高的优质泥 浆,替换出孔内的劣质泥浆

7、,以防下管过程 中 孔 内 产 生 沉 淀 。 换 浆 过 程 中 应 保 持 泥 浆 性能, 防 止 粗 颗 粒 岩 屑 沉 淀 以 及 泥 浆 产 生 串 流 影 响 换 浆 效 果 。 泥 浆 性 能 以 孔 口 返 出 和 送 入 孔 内 的 性 能 接 近 为 宜 。 严 格 控 制 孔内泥浆含砂量,使其小于4%。 当前国内外钻 井工程使用的冲洗介质大致可分为液型和 气型(包括气液混合介质两大类。 液型冲洗 介质是清水、 泥浆。 气 型 冲 洗 介 质 是 空 气 、 雾气、 充气液体与泡沫介质等。 (2下管后换浆。 当井管下到预计位置 后,应及时下钻杆至井管底部换浆,换浆开 始时泥

8、浆粘度控制在2426s,待泥浆循环 畅 通 后 再 逐 渐 换 稀 泥 浆, 待 孔 口 返 出 的 泥 浆粘度达到1819s,含砂量<2%,测锤顺利 测 至 滤 水 管 顶 界 即 可 填 砾 。 填 砾 过 程 中 可 向孔内送清水以控制孔内泥浆粘度。 2. 4扶正器 为 确 保 过 滤 器 周 围 砾 料 厚 度 均 匀, 在 过滤器上,每8m左右加一组扶正器,至少3组,外 径 比 钻 孔 直 径 小20m m。 2. 5下管 当 井 管 下 到 孔 底 后 再 提 起1030cm, 既保证井管铅垂又不因砾石下沉而使井管 随着下沉。 2. 6填砾 对 砾 石 的 要 求:采 取 粉

9、 细 砂 含 水 层 真 实 砂 样 并 进 行 严 格 筛 分, 根 据 含 水 层 平 均 粒径d50,优选砾径D50=(68d50的砾石对 含 水 层 位 进 行 ; 不 具 备 条 件 应 填 砾 径 26m m 、 无 杂 质 、 浑 圆 度 好 的 砾 石 。 待 返 浆 适 宜填砾时,测锤能顺利下入至过滤器中、 下 部位即可填砾, 要边测边填, 防止中途 “架 桥” 。 2. 7严格控制进水速度 根 据 实 践 经 验, 地 下 水 通 过 过 滤 管 孔 隙 时 的 流 速 过 大 , 将 造 成 水 井 涌 砂 和 水 头 损失增大。 因此,为保证管井正常有效地工 作 和 延

10、 长 管 井 的 使 用 寿 命 , 必 须 严 格 控 制 地 下 水 通 过 过 滤 管 孔 隙 时 的 流 速 。 据资料 介绍,一般含水层允许入管流速为0.03m/s,在粉细砂含水层中一般允许进水速度为 0.02m/s以下,该速度不能带动0.2mm的砂 粒 。 粉细砂层地层出砂原因及成井研究侯 云 鹏(大庆油田水文地质工程公司 黑龙江大庆 163453摘 要 :钻凿水井的目的是为了开采地下水资源 , 获取大量的、 不含砂的、 合乎水质要求的地下水 , 使之用于城市供水及工农业生产。 但 是 , 在粉细砂层区块成井中 , 往往存在着水井产量不高 , 或者出水量大时即大量涌砂的难题。 为了充分发挥每口水井的效益 , 节省基建投 资 , 有必要研究造成这些水