复杂地层地下水监测井成井工艺探讨

2021-04-21叶莹莹

商品与质量 2021年15期

关键词：筒体管材钻井

叶莹莹

河北省地质环境监测院河北唐山 063000

部分政府部门在整合优化水务以及地勘等为基础，针对于具体地下水源污染情况，对监测站网进行了补充和优化。站在地下水监测井设计角度来说，主要是讲地下水水文和水质等情况明确出来，强化地下水环境监测效果和能力。

1 钻遇地层

在某监测项目执行时，相关工作人员可以根据实际岩屑录井以及测井资料等内容，明确钻遇地层的基本情况，具体内容如表1所示。

表1 某基岩井钻遇地层岩性表

总的来说，本文所研究的地表为第四系冲洪积物，主要涉及到的内容有粗砂、中粗砂以及卵漂石等，颗粒状态明显，并不具备良好的可钻性特点。站在基岩层构造角度来说，破碎带发育十分强烈，容易在施工过程中出现掉块卡钻或者是漏失等问题。

2 钻井工艺

2.1 钻进

（1）钻井结构变更。从实际钻探过程中能够看出，实际地层结构和设计地层结构之间存在明显差异。在实际原设计地层结构之中，第四系地层深度为110m。反观实钻揭露地层，实际第四系地层深度范围为0到196m，实际白垩系地层深度范围为196到320m。对于原钻井结构设计，“一开”主要应用的是311钻头，当钻到120m时，所进入的完整基岩不能低于10m。另外，在0到120m范围内，工作人员可下入244.5mm表层套管，真正做到固井操作[1]。需要注意的是，钻进套管参数需要根据地层变化情况做出相应调整，以提高固井操作质量。

（2）孔径。对于监测井孔径确定，可根据井管直径和过滤器类型进行确认，在实际填砾过滤器时，工作人员还要对滤料厚度进行充分考虑，在含水层设计上，如果为细砂粉，实际填砾厚度不能低于安全值。在深井设计上，如果井孔出水率与井径关系变化较小，那么此时工作人员需要对其开展变径操作，保证终孔井径低于开孔井径，倘若岩层较为稳定，可进行裸孔操作。

（3）管材直径。实际监测井管材选择过程中，技术人员需要对井深、水质腐蚀性能以及经济性三方面因素进行考虑，还要根据井深情况选择适宜的管材。一般来说，深井设计主要采用无缝钢管，倘若存在水质化验要求，受金属管材锈蚀影响，可能会导致实验分析结果受到影响，此时，人们可以采用PVC-U管。从实际监测井应用角度来说，主要功能并不是下泵取水，如果是从经济角度着手，井管直径不宜过大，从而为抽水取样等操作提供便利条件，此时，井管内径范围应集中在180到220mm之间，并且管材使用年限不低于15年，以便长期取用水样。

2.2 抽水试验

该井在监测过程中，所呈现出的含水层厚度为204.42m，具体地下水类型为岩溶裂隙水。当钻井工作进行到346.00m时，出现了泥浆全部漏失现象，井水也处于自流状态，当钻探工作结束后，井水中已经完成清砂，并没有在后续执行洗井工作。在两个落程抽水试验开展时，实际抽水稳定延续时间应保持在24h和16h，另外，该监测井抽水试验可选择额定出水量的潜水泵，具体数值为10m³/h。实际抽水试验操作执行上，应该以稳定流方式为主，设置合理的观测频率，最佳间隔为30min。水位观测时，主要以电测水位计应用为主，能够将观测读数精确到0.01m。也可以应用串联水表方式执行流量测量操作，将读数精准到0.01m³。

2.3 井口保护设施及检测仪器保护筒体安装

为了避免监测井受到外界影响，工作人员可以选择应用保护装置进行封固和标识操作。另外，在井台设计上，应该以圆柱体混凝土台设计为主，并应用C30混凝土在圆筒形模具上执行基座浇筑任务，保证其直径为500mm，高度为1.5m，其中，地面以上高度为1m，地面以下深度为0.5m。对于具体埋设安装工作的执行，需要挖掘到规定深度，并做好夯实操作，保证其稳固性和实用性。在整个仪器保护筒体安装固定时，可将仪器保护筒体脚架植入到水泥基座内部，保证筒体处于水平和周正状态，将盘上残留杂物全面去除，强化底盘清洁能力。对于仪器保护筒设计，高度大约为300mm，直接约为351mm，具体钢桶厚度不能低于10mm[2]。

3 复杂地层地下水监测井成井工艺的应用

3.1 “接力钻进”方式的应用

在该过程中，首先进行的是冲击钻井，之后进行循环回转钻进，所采用的冲击钻为CZ-50乌卡斯冲击钻。从实际冲击钻进过程中能够看出，钻头底刃可以对卵漂石产生冲击，同时也能对诸位地层缠身挤压，提升孔壁密实性，该要利用高粘度泥浆，维护孔壁稳定性。当卵漂石被钻穿后，可选择用水－600钻机泥浆执行正循环回转钻进操作。