專利名稱：地?zé)峋謱油稙V料工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井方法，尤其是一種地?zé)峋謱油稙V料工藝方法。特別適用于 同一眼地?zé)峋哂卸鄠€(gè)可用水質(zhì)和不可用水質(zhì)的含水層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，使用較好水質(zhì)的含水 層，封閉有害水質(zhì)的含水層之目的。
背景技術(shù)：
在地?zé)峋ㄔO(shè)過程中，在不同的深度有多個(gè)含水層，各個(gè)含水層水質(zhì)往往是不同 的，有的含水層水質(zhì)好，有的含水層水質(zhì)差。如果將個(gè)含水層的水混合利用，勢(shì)必降低所取 之水的質(zhì)量。因此，在建井過程中將不同的水質(zhì)進(jìn)行篩選，避免所取之水到達(dá)地面后在進(jìn) 行水處理，降低設(shè)備投資和運(yùn)行成本，是研究課題之一。地?zé)峋着c井管之間是自由流 動(dòng)的熱水，水的長(zhǎng)期流動(dòng)和沖刷必將帶動(dòng)巖屑運(yùn)動(dòng)，這就破壞了地層的穩(wěn)定性，發(fā)生局部坍 塌的現(xiàn)象，久而久之就會(huì)引起地表沉降；如何確保地層穩(wěn)定，避免地面沉降呢？在地?zé)峋?孔與井管之間充填濾料，使之在地?zé)峋着c井管之間形成具有通透性的支撐骨架，減小 熱水的流速，同時(shí)使水只能通過濾料滲透到井管內(nèi)，降低水中的含沙量，能夠起到了穩(wěn)定地 層、避免地面沉降的作用，同時(shí)還有減少地面設(shè)備的磨損，特別潛水泵、除砂器和增壓泵的 磨損。如果地?zé)峋乃泻沉扛?，往往發(fā)生井管內(nèi)沉砂淤積較多，逐漸堵塞濾水管影響單 井出水量，最終出水量小到無利用價(jià)值，只好重新洗井或打井，在地?zé)峋着c井管之間充 填濾料，可以減少砂的運(yùn)動(dòng)并將砂攔截在濾水管之外，降低水的含沙量，同時(shí)起到延長(zhǎng)地?zé)?井壽命的目的。因此，研究一種既分層取水，又降低水的含沙量的地?zé)峋謱油稙V料工藝方 法，是目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種地?zé)峋謱油稙V料工藝方法， 本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是
地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其工藝步驟為①井徑測(cè)量，②確定各含水層高度和非含 水層高度，③確定含水層中的具體取水目的層，④計(jì)算各具體取水目的層濾料用量，⑤計(jì)算 含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量，⑥清孔，⑦換漿，⑧下管，⑨濾水管沖洗，⑩濾 料和粘土投放。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的具體技術(shù)方案是
本發(fā)明所述的井徑測(cè)量即用物理測(cè)量方法確定井徑的尺寸，為下一步計(jì)算取水含水 層濾料量提供數(shù)據(jù)，所述的確定各含水層高度和非含水層高度即用地球物理測(cè)井的方法， 包括測(cè)自然電位、電阻率、自然伽瑪、聲波、井溫、井斜等，確定含水層和非含水層本身的具 體高度尺寸以及距離井口的高度尺寸，為下一步下管提供數(shù)據(jù)，所述的確定含水層中的具 體取水目的層即利用地球物理測(cè)井所測(cè)數(shù)據(jù)確定具體取水目的層，所述的計(jì)算各具體取水 目的層濾料用量即分層計(jì)算各取水目的層濾料的用量，其計(jì)算公式為L(zhǎng)=0. 785X (D2-d2) XhXk，其中L-濾料量(m3)、D-井孔內(nèi)徑(m)、d-井管外徑(m)、h-含水層高度(m)、k_計(jì)算系數(shù)，k = 1.10-1. 25，所述的計(jì)算含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量即分別計(jì) 算含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量，起計(jì)算公式同取水目的層濾料用量計(jì)算公 式，所述的清孔即清除井孔內(nèi)的鉆屑，所述的換漿即降低鉆井液的粘度，其方法是按循環(huán)周 均勻向井孔內(nèi)加清水，所述的下管即根據(jù)取水目的層、非取水目的層的含水層和非含水層 本身的具體高度尺寸以及其距離井口的高度尺寸確定下管方案，保證濾水管與取水目的層 對(duì)應(yīng)，井壁管與含水層的非取水目的層和非含水層對(duì)應(yīng)，所述的濾水管沖洗即向井管內(nèi)泵 入沖洗液，讓沖洗液自濾水管流出，沖洗濾水管后的廢沖洗液沿井管與井壁之間的環(huán)形空 間向上流至地表，其具體方法為先將端部帶有阻水膨脹橡膠的沖洗管下入井管內(nèi)，沖洗管 的長(zhǎng)度以能夠使沖洗管出水口位于下數(shù)第一組濾水管的最上端為準(zhǔn)，再將沖洗管與泥漿泵 的出水口連接，將伸進(jìn)沖洗液池的進(jìn)水管與泥漿泵進(jìn)水口連接，并將井口封閉，然后開啟泥 漿泵開始沖洗，所述的濾料投放即待從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度達(dá)到規(guī) 定要求后，即開始從井口均勻的、不間斷的向井管與井壁之間的環(huán)形空間投放濾料，并且在 濾料投放過程中不停止沖洗液的泵入，與下數(shù)第一組濾水管對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形 空間所需濾料投放完畢后，關(guān)閉泥漿泵30分鐘左右，再向下數(shù)第一組非取水目的層和非含 水層的對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間投放粘土，與下數(shù)第一組非取水目的層和非含水 層的對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間所需粘土投放完畢后，關(guān)閉泥漿泵8-12小時(shí)左右， 再投放下數(shù)第二組濾水管對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間所需濾料，依次循環(huán)進(jìn)行。本發(fā)明的具體工藝參數(shù)為
本發(fā)明所述的濾水管長(zhǎng)度必須小于取水目的層厚度2-4m、濾水管安放在取水目的層的 居中部位。本發(fā)明的D-d / 2的數(shù)值范圍為75-100mm。本發(fā)明所述的濾料的濾料粒徑mm等于水層沙粒徑mm的4_6倍，濾料粒徑合格率 要求為98%，濾料球度和圓度均大于0. 6，濾料強(qiáng)度彡5級(jí)，濾料比重彡1. 50g/cm3。本發(fā)明從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度粘度在18s -20s間時(shí)開始 投放濾料。本發(fā)明濾料的投放速度為每小時(shí)3-3. 5 m3。本發(fā)明沖洗液的泵入量為15-20m3/h。本發(fā)明所用粘土應(yīng)為軟塑性粘土、粘土含水量為15%_20%。本發(fā)明所用粘土應(yīng)為圓形或次圓形團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，粒徑1. 5-2cm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了在降低水含沙量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)分層取水。能 夠確保地層穩(wěn)定，避免地面沉降，減少地面設(shè)備的磨損，特別是對(duì)潛水泵、除砂器和增壓泵 的保護(hù)效果明顯。延長(zhǎng)地?zé)峋畨勖?，減少重復(fù)投資。


附圖是本發(fā)明的原理圖。圖中，1為泥漿泵，2為沖洗管，3為井護(hù)管，4為井壁，5為井壁管，6為濾水管，7為 含水層，8為非含水層，9為濾料填充層，10為濾料，11為阻水膨脹橡膠。
具體實(shí)施例方式地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其工藝步驟為①井徑測(cè)量，②確定各含水層高度和 非含水層高度，③確定含水層中的具體取水目的層，④計(jì)算各具體取水目的層濾料用量，⑤ 計(jì)算含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量，⑥清孔，⑦換漿，⑧下管，⑨濾水管沖洗， ⑩濾料和粘土投放。所述的井徑測(cè)量即用物理測(cè)量方法確定井徑的尺寸，為下一步計(jì)算取水含水 層濾料量提供數(shù)據(jù)，所述的確定各含水層高度和非含水層高度即用地球物理測(cè)井的方 法，包括測(cè)自然電位、電阻率、自然伽瑪、聲波、井溫、井斜等，確定含水層和非含水層本 身的具體高度尺寸以及距離井口的高度尺寸，為下一步下管提供數(shù)據(jù)，所述的確定含水 層中的具體取水目的層即利用地球物理測(cè)井所測(cè)數(shù)據(jù)確定具體取水目的層，所述的計(jì) 算各具體取水目的層濾料用量即分層計(jì)算各取水目的層濾料的用量，其計(jì)算公式為 L=O. 785X (D2-d2) XhXk，其中L-濾料量(m3)、D-井孔內(nèi)徑(m)、d_井管外徑(m)、h_含水 層高度(m)、k-計(jì)算系數(shù)，k = 1. 10-1. 25，所述的計(jì)算含水層中非取水目的層和非含水層 粘土用量即分別計(jì)算含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量，起計(jì)算公式同取水目的 層濾料用量計(jì)算公式，所述的清孔即清除井孔內(nèi)的鉆屑，所述的換漿即降低鉆井液的粘度， 其方法是按循環(huán)周均勻向井孔內(nèi)加清水，所述的下管即根據(jù)取水目的層、非取水目的層的 含水層和非含水層本身的具體高度尺寸以及其距離井口的高度尺寸確定下管方案，保證濾 水管與取水目的層對(duì)應(yīng)，井壁管與含水層的非取水目的層和非含水層對(duì)應(yīng)，所述的濾水管 沖洗即向井管內(nèi)泵入沖洗液，讓沖洗液自濾水管流出，沖洗濾水管后的廢沖洗液沿井管與 井壁之間的環(huán)形空間向上流至地表，其具體方法為先將端部帶有阻水膨脹橡膠的沖洗管下 入井管內(nèi)，沖洗管的長(zhǎng)度以能夠使沖洗管出水口位于下數(shù)第一組濾水管的最上端為準(zhǔn)，再 將沖洗管與泥漿泵的出水口連接，將伸進(jìn)沖洗液池的進(jìn)水管與泥漿泵進(jìn)水口連接，并將井 口封閉，然后開啟泥漿泵開始沖洗，所述的濾料投放即待從井管與井壁之間流至地表的沖 洗廢液的濃度達(dá)到規(guī)定要求后，即開始從井口均勻的、不間斷的向井管與井壁之間的環(huán)形 空間投放濾料，并且在濾料投放過程中不停止沖洗液的泵入，與下數(shù)第一組濾水管對(duì)應(yīng)的 井管與井壁之間的環(huán)形空間所需濾料投放完畢后，關(guān)閉泥漿泵30分鐘左右，再向下數(shù)第一 組非取水目的層和非含水層的對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間投放粘土，與下數(shù)第一組 非取水目的層和非含水層的對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間所需粘土投放完畢后，關(guān)閉 泥漿泵8-12小時(shí)左右，再投放下數(shù)第二組濾水管對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間所需 濾料，依次循環(huán)進(jìn)行。所述的濾水管長(zhǎng)度必須小于取水目的層厚度2_4m、濾水管安放在取水目的層的居 中部位。D-d / 2 的數(shù)值范圍為 75-100mm。所述的濾料的濾料粒徑mm等于水層沙粒徑mm的4_6倍，濾料粒徑合格率要求為 98%，濾料球度和圓度均大于0. 6，濾料強(qiáng)度> 5級(jí)，濾料比重> 1. 50g/cm3。從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度粘度在18s -20s間時(shí)開始投放濾 料。濾料的投放速度為每小時(shí)3-3. 5 m3。沖洗液的泵入量為15-20m3/h。
粘土應(yīng)為軟塑性粘土、粘土含水量為15%_20%。粘土應(yīng)為圓形或次圓形團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，粒徑1. 5-2cm。
權(quán)利要求
地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于其工藝步驟為①井徑測(cè)量，②確定各含水層高度和非含水層高度，③確定含水層中的具體取水目的層，④計(jì)算各具體取水目的層濾料用量，⑤計(jì)算含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量，⑥清孔，⑦換漿，⑧下管，⑨濾水管沖洗，⑩濾料和粘土投放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于所述的井徑測(cè)量 即用物理測(cè)量方法確定井徑的尺寸，所述的確定各含水層高度和非含水層高度即用地球物 理測(cè)井的方法，包括測(cè)自然電位、電阻率、自然伽瑪、聲波、井溫、井斜等，確定含水層和非含 水層本身的具體高度尺寸以及距離井口的高度尺寸，所述的確定含水層中的具體取水目的 層即利用地球物理測(cè)井所測(cè)數(shù)據(jù)確定具體取水目的層，所述的計(jì)算各具體取水目的層濾 料用量即分層計(jì)算各取水目的層濾料的用量，其計(jì)算公式為L(zhǎng)=0. 785 X (D2-d2)XhX k，其 中L-濾料量(m3)、D-井孔內(nèi)徑(m)、d-井管外徑(m)、h-含水層高度(m)、k_計(jì)算系數(shù)，k =1. 10-1. 25，所述的計(jì)算含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量即分別計(jì)算含水層 中非取水目的層和非含水層粘土用量，起計(jì)算公式同取水目的層濾料用量計(jì)算公式，所述 的清孔即清除井孔內(nèi)的鉆屑，所述的換漿即降低鉆井液的粘度，其方法是按循環(huán)周均勻向 井孔內(nèi)加清水，所述的下管即根據(jù)取水目的層、非取水目的層的含水層和非含水層本身的 具體高度尺寸以及其距離井口的高度尺寸確定下管方案，保證濾水管與取水目的層對(duì)應(yīng)， 井壁管與含水層的非取水目的層和非含水層對(duì)應(yīng)，所述的濾水管沖洗即向井管內(nèi)泵入沖洗 液，讓沖洗液自濾水管流出，沖洗濾水管后的廢沖洗液沿井管與井壁之間的環(huán)形空間向上 流至地表，其具體方法為先將端部帶有阻水膨脹橡膠的沖洗管下入井管內(nèi)，沖洗管的長(zhǎng)度 以能夠使沖洗管出水口位于下數(shù)第一組濾水管的最上端為準(zhǔn)，再將沖洗管與泥菜泵的出水 口連接，將伸進(jìn)沖洗液池的進(jìn)水管與泥漿泵進(jìn)水口連接，并將井口封閉，然后開啟泥漿泵開 始沖洗，所述的濾料投放即待從井管與井壁之間流至地表的沖洗廢液的濃度達(dá)到規(guī)定要求 后，即開始從井口均勻的、不間斷的向井管與井壁之間的環(huán)形空間投放濾料，并且在濾料投 放過程中不停止沖洗液的泵入，與下數(shù)第一組濾水管對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間所 需濾料投放完畢后，關(guān)閉泥漿泵30分鐘左右，再向下數(shù)第一組非取水目的層和非含水層的 對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間投放粘土，與下數(shù)第一組非取水目的層和非含水層的對(duì) 應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間所需粘土投放完畢后，關(guān)閉泥漿泵8-12小時(shí)左右，再投放 下數(shù)第二組濾水管對(duì)應(yīng)的井管與井壁之間的環(huán)形空間所需濾料，依次循環(huán)進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于所述的濾水管長(zhǎng) 度必須小于取水目的層厚度2-4m、濾水管安放在取水目的層的居中部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于D-d/ 2的數(shù)值范 圍為 75-100mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于所述的濾料的濾 料粒徑mm等于水層沙粒徑mm的4_6倍，濾料粒徑合格率要求為98%，濾料球度和圓度均大 于0. 6，濾料強(qiáng)度≥5級(jí)，濾料比重≥1. 50g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于從井管與井壁之 間流至地表的沖洗廢液的濃度粘度在18s -20s間時(shí)開始投放濾料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于濾料的投放速度 為每小時(shí)3-3. 5 m3。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于沖洗液的泵入量 為 15-20m3/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于粘土應(yīng)為軟塑性 粘土、粘土含水量為15%-20%。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其特征在于粘土應(yīng)為圓形或 次圓形團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，粒徑1. 5-2cm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種地?zé)峋謱油稙V料工藝方法，其工藝步驟為①井徑測(cè)量，②確定各含水層高度和非含水層高度，③確定含水層中的具體取水目的層，④計(jì)算各具體取水目的層濾料用量，⑤計(jì)算含水層中非取水目的層和非含水層粘土用量，⑥清孔，⑦換漿，⑧下管，⑨濾水管沖洗，⑩濾料和粘土投放。是一種適用于同一眼地?zé)峋哂卸鄠€(gè)可用水質(zhì)和不可用水質(zhì)的含水層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，使用較好水質(zhì)的含水層，封閉有害水質(zhì)的含水層之目的地?zé)峋謱油稙V料工藝方法。
文檔編號(hào)E21B47/02GK101929326SQ201010254319
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者馮洪喜, 陰文行 申請(qǐng)人:邯鄲市偉業(yè)地?zé)衢_發(fā)有限公司