摘 要：水井鉆進(jìn)是影響水資源開(kāi)發(fā)利用效率的重要因素。以現(xiàn)階段水資源開(kāi)發(fā)利用工作情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來(lái)水井鉆進(jìn)工作特點(diǎn)，明確新時(shí)代發(fā)展對(duì)水資源利用開(kāi)發(fā)工作提出的要求，分析影響水井鉆進(jìn)的各項(xiàng)因素，并提出有效的施工技術(shù)，以此為社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水井鉆進(jìn)；影響因素；技術(shù)；水資源

中圖分類號(hào)：P634.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）27-0213-02

在石油勘探開(kāi)發(fā)與鉆進(jìn)技術(shù)優(yōu)化的背景下，火山巖油氣藏已經(jīng)成為當(dāng)前重要的開(kāi)發(fā)勘測(cè)區(qū)域，但因?yàn)榛鹕綆r地層具備研磨性強(qiáng)、可鉆性差、地層硬等特點(diǎn)，直接影響了火山巖勘察開(kāi)發(fā)工作的落實(shí)效果。本文以某地的火山巖地層為例，對(duì)影響水井鉆進(jìn)的各項(xiàng)因素進(jìn)行深層研究，并結(jié)合施工案例提出有效的操作技術(shù)。

1 水井鉆進(jìn)案例介紹

1.1 工作目標(biāo)及任務(wù)

本文選擇的火山巖地層工作目標(biāo)和任務(wù)是結(jié)合水文地質(zhì)物探結(jié)果，明確所在區(qū)域的地下水情況，若是水的儲(chǔ)備量符合建設(shè)方需求則成井。

1.2 水文地質(zhì)概述

結(jié)合所在區(qū)域可知的地理?xiàng)l件和物探信息可知，區(qū)域內(nèi)包含了紫紅色粉砂質(zhì)泥灰?guī)r和泥質(zhì)粉砂巖，部分地區(qū)還有灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，第四系空隙水不多，地下水埋藏過(guò)深，物探成果判斷巖溶裂隙發(fā)育段兩條，頂部預(yù)埋深度在120～180m之間，因此井深是150～200m。

1.3 施工原則

這一水井要結(jié)合《水文地質(zhì)勘察施工規(guī)范》提出的各項(xiàng)要求進(jìn)行實(shí)踐工作，明確水井質(zhì)量確保工作效率和質(zhì)量符合規(guī)定，以此有效解決用水需求。

1.4 技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)井深在150～200m間，施工設(shè)備車裝SPJ-300水文水井鉆機(jī)；開(kāi)孔直徑為？準(zhǔn)300，套管周邊引用粘土止水工藝；用？準(zhǔn)219牙輪鉆頭鉆進(jìn)完整基巖，作為水井的下泵孔段，鉆進(jìn)186m至終孔。

2 水井鉆進(jìn)的影響因素分析

2.1 鉆進(jìn)參數(shù)影響鉆進(jìn)效率

具體內(nèi)容分為以下幾點(diǎn)：

（1）鉆壓這一工作的大小是以地層軟硬程度決定的，且要綜合研究鉆孔結(jié)構(gòu)、鉆具質(zhì)量及鉆頭質(zhì)量等內(nèi)容?，F(xiàn)階段，在火山巖地層中，牙輪鉆進(jìn)一般要會(huì)有參數(shù)，如中硬到硬地層要每英吋直徑加壓15～20kN，對(duì)水井鉆進(jìn)而言，通常達(dá)不到此范圍。

（2）轉(zhuǎn)速通常情況下，機(jī)械鉆速會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的提升而提升，但會(huì)受巖石性質(zhì)、設(shè)備及循環(huán)液等因素所影響，不能隨意提高轉(zhuǎn)速。在優(yōu)質(zhì)的循環(huán)液背景下，井底的巖屑可以及時(shí)清除，相反會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的破碎，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生泥包鉆頭。除此之外，在研磨性過(guò)高的地層鉆進(jìn)，若是轉(zhuǎn)速過(guò)大，除了會(huì)影響鉆頭的工作時(shí)間，還會(huì)增加施工成本的支出，因此不提倡引用過(guò)快速度進(jìn)行鉆進(jìn)工作。

（3）泵量對(duì)泵量的影響，其是隨著沖洗液排量的提升，增加鉆進(jìn)效率，鉆頭進(jìn)尺也會(huì)隨之提高，在排量達(dá)到一定范圍后，鉆進(jìn)效率不再有明顯增加，通常需要沖洗液的上返速度高于1m/s，且不能小于0.5m/s，不然巖屑無(wú)法及時(shí)上返，很容易出現(xiàn)重復(fù)破碎或孔內(nèi)復(fù)雜的問(wèn)題[1]。

2.2 鉆進(jìn)工藝技術(shù)過(guò)于老套

現(xiàn)階段，水井施工很多單位并沒(méi)有現(xiàn)代化的多工藝鉆進(jìn)技術(shù)條件，更無(wú)法結(jié)合地層情況及時(shí)選用適宜的工藝方法，如氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)等。一般情況下，在施工中引用泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)，鉆孔同鉆桿間的環(huán)狀間隙非常大，泥漿上返速度非常慢，攜帶巖屑的能力過(guò)低，致使重復(fù)破碎、施工周期過(guò)長(zhǎng)等[2]。

2.3 鉆頭選型難，機(jī)械鉆速低

火山巖的類型很多，巖性非常復(fù)雜。以準(zhǔn)噶爾盆地為例，火山巖地層主要分布在石炭系地層與二疊系佳木河組的下亞組，巖性主要為火山熔巖，其次就是火山碎屑巖。在這一背景下，受巖性不均衡、地層硬度過(guò)高、研磨性強(qiáng)、巖性不均等因素的影響，致使所在區(qū)域的火山巖地層鉆進(jìn)機(jī)械鉆速過(guò)低，鉆頭磨損情況嚴(yán)重，很容易帶來(lái)井內(nèi)鉆具事故。

2.4 井壁坍塌壓力高，井壁不穩(wěn)定

測(cè)井資料證明，本文研究案例的井徑不規(guī)律，鉆進(jìn)時(shí)總會(huì)出現(xiàn)大量巖塊。起下鉆過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)鉆不到底的問(wèn)題，劃眼過(guò)程中會(huì)有大量巖塊返出井內(nèi)。

3 提升水井鉆進(jìn)效率的技術(shù)研究

鉆進(jìn)是一項(xiàng)開(kāi)發(fā)利用地下水的入地工程，鉆進(jìn)技術(shù)的優(yōu)化對(duì)抗旱打井有積極引導(dǎo)作用。鉆進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)分析和應(yīng)用現(xiàn)已成為當(dāng)前施工企業(yè)和施工團(tuán)隊(duì)關(guān)注的焦點(diǎn)。在新時(shí)代發(fā)展背景下，常規(guī)鉆探技術(shù)在實(shí)踐工作中持續(xù)優(yōu)化，特色鉆進(jìn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)得到發(fā)掘，鉆進(jìn)裝備與實(shí)踐工程也開(kāi)始全面革新。具體提升鉆進(jìn)效率的技術(shù)主要分為以下幾點(diǎn)：

3.1 泥漿正循環(huán)牙輪鉆進(jìn)技術(shù)

在水井鉆進(jìn)工作中，引用牙輪鉆頭的方式已經(jīng)非常普遍，除了要選擇正確的鉆頭型號(hào)，還要提出科學(xué)的鉆進(jìn)規(guī)程，這樣不但可以保障工作質(zhì)量，而且可以提升鉆進(jìn)效率，增加鉆頭的應(yīng)用時(shí)間，減少鉆深成本支出，以此更好展現(xiàn)牙輪鉆頭在水井鉆進(jìn)中的優(yōu)勢(shì)。

3.2 牙輪鉆頭的應(yīng)用

具體內(nèi)容分為以下幾點(diǎn)：①選擇的牙輪鉆頭型號(hào)要符合巖性需求，鉆頭的尺寸與鉆孔的設(shè)計(jì)相符，且依據(jù)大小順序應(yīng)用；②明確在進(jìn)行牙輪鉆頭鉆進(jìn)操作時(shí)需要在注意的問(wèn)題。如鏈接鉆頭時(shí)無(wú)法猛礅，下部要放墊木，下鉆時(shí)平穩(wěn)操作，遇阻井段要滿，鉆頭若是中途掃孔，要計(jì)算好時(shí)間，預(yù)防事故的出現(xiàn)；③鉆頭在應(yīng)用中若是出現(xiàn)憋跳問(wèn)題，要及時(shí)研究問(wèn)題，檢查地層是否存在問(wèn)題，井壁是否存在坍塌掉塊等問(wèn)題，并做好鉆頭在孔內(nèi)工作情況的研究[3]。

3.3 空氣牙輪、泡沫牙輪鉆進(jìn)方法

現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)這項(xiàng)工作技術(shù)的研究和引用已經(jīng)開(kāi)始全面推廣。起符合大多數(shù)地層、操作也容易得到掌控，可以及時(shí)了解復(fù)雜的地質(zhì)情況，控制成本支出，但巖層鉆進(jìn)速度很低。

3.4 氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)

這種技術(shù)現(xiàn)階段在基巖地層鉆進(jìn)水井應(yīng)用非常常見(jiàn)，鉆進(jìn)效率很高。通過(guò)了解實(shí)踐案例可知，其展現(xiàn)出的鉆進(jìn)速度是牙輪鉆進(jìn)的5～10倍，鉆頭壽命很長(zhǎng)，鉆孔不容易傾斜，可以提高地下水或油氣的滲透性。

3.5 氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)

這種技術(shù)是當(dāng)前大口徑深水井、地?zé)峋┕さ闹匾獌?nèi)容，也是新時(shí)代發(fā)展背景下的產(chǎn)物，我國(guó)很多單位都將其余氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)整合引用，還有的單位將其選做水井鉆進(jìn)的第一技術(shù)進(jìn)行推廣。通過(guò)了解實(shí)踐案例可知，不管是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)其在應(yīng)用中都展現(xiàn)出了非常高效的經(jīng)濟(jì)效益。氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)效率主要受壓縮空氣的壓力和排量及氣水混合器所影響，起重工氣水混合器要有一定沉沒(méi)深度才能形成優(yōu)質(zhì)的氣水混合流，因此這一方法在50m以上的效率都非常低[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行水井鉆進(jìn)工作的基礎(chǔ)上，工作人員要了解所在區(qū)域的地理?xiàng)l件和氣候變化，結(jié)合近年來(lái)的降雨情況，分析這一區(qū)域的農(nóng)業(yè)灌溉和生活用水特點(diǎn)，而后明確水資源開(kāi)發(fā)利用的重要性，并整合自身技能提出合理的水井鉆進(jìn)工作方案，引用現(xiàn)代化施工技術(shù)，這樣不但可以優(yōu)化實(shí)踐工作效率和質(zhì)量，而且有助于滿足水資源的應(yīng)用需求。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-8-14