张大成
大庆油田水务公司水文地质公司 黑龙江 大庆163453
摘 要:本文对粉细砂层水源井成井工艺中预防涌砂措施、对管井涌砂的影响、成井工序、泥浆控制、滤料投填标准、取水构筑物选择等进行了深入探讨，并在实践中获取了较成功的结果，具有很好的推广应用价值。
关键词：成井；滤料；取水构筑物、涌砂
1 引言
水源井在成井过程中、多以粉细砂地层为主,水源地取第四系潜水粉细砂含水层，以砾石地层为目的含水层，地层中也充填了大量细砂。含水层颗粒较细,成井地层砂粒径0.1-0.5mm，在采用管井开发该地层地下水时，水井容易出砂的问题必须做好预防。水源井出砂原因除了地层原因外，在成井过程中主要受以下原因影响：
（1）井管不居中时，将造成环状间隙不均匀,致使过滤器发挥不了作用；
（2）井管焊接质量不好时,易出现粉砂进入井的通道，造成涌砂；
（3）填砾不均匀时，在砾石间隙较大的一边容易形成涌粉通道。
为控制水源井出砂，避免对水源井质量的影响，本文着重探讨成井过程中对容易造成水源井出砂的环节，并采取相应措施。
2 钻前准备
（1）孔位要求
钻孔孔位必须进行测量（GPS)放点，延井排纵向偏离不大于5.0m，偏离井排横向不大于0.5m。
（2）钻机设备安装
达到牢、平、正、灵，符合安全要求，转盘面水平偏差不大于半个水准泡，天车中心、大钩、转盘中心三点成一线。
（3）主要完井器材准备
钻具、井管、筛管、砾石、水泥、抽洗工具等品种、规格、数量符合设计要求，经过检验，质量符合要求。急用料已送到现场，摆放符合定置管理图要求，不影响开钻和后续工序施工。
筛管：过滤器为钢制圆孔缠丝过滤器，每根过滤器长4m，筛管每周打孔17个，每米打孔45行，孔隙率为30.9%，施工过程中根据需要在缠丝外侧加包锦纶筛网或金属丝晒网。垫筋、挡箍均焊在筛管上，采用双面断续角焊。缠丝净距1mm，要求缠丝均匀、牢固地缠绕在垫筋上，缠丝要拉紧，为了防止缠丝串动，用环氧树脂将缠丝粘在对称的四根垫筋上。过滤器骨架（筛管）除锈后，管内外均刷樟丹防锈漆两遍。套管、沉砂管采用螺旋缝焊接钢管，材质为Q235-A。钢管内外均刷樟丹防锈漆两遍。
（4）钻井用水、泥浆准备
泥浆准备充足，有泥浆处理剂，供应有保证，可以随时进行泥浆调整。
（5）计量器具准备
钢卷尺、钢板尺、水平尺、泥浆粘度计、密度计、测绳、浊度仪、秒表齐全完好，满足现场需要。
（6）报表、记录准备
井场踏勘记录、技术交底记录、水井钻井工序质量检验评定表、工程班报表、工程数据表、钻具排列表、套筛管排列表、施工质量检查表、设备运转记录、安全讲话记录齐全，分类装订，保存完好，随工作进展记录及时、准确、整洁。
3 涌砂预防措施
（1）严格控制取水层位。通过电测井或岩样鉴别分析,在满足设计出水量的情况下,尽量避免在粉细砂地层段取水；
（2）把好材料质量关。井管、砾料严格按照设计要求验收,滤水管在满足抗侧压强度的前提下,其孔隙率应大于或等于设计孔隙率,满足设计流量。缠丝间隙应合理,最低要小于1mm,以求堵死粉细砂涌进管井的通道。严格要求所填砾料的规格。砾料的直径应随施工机井的地层情况不同而变化。一般来讲,砾径2-5mm的砾料含量应在90%以上,粒度要求均匀,级配良好,分选性要好。其土沙含量应小于5%。并在其填入井中之前,在地面上人工浇水湿润除土,以达到除尘去砂的目的；
（3）包网。滤水管在下管前应包上质量较好的双层40-60目的尼龙网布,人为设置粉细砂涌进管井的最后一道障碍。采用螺旋式包网,应注意网布螺旋重叠处的旋向与井管下放时的方向配合好,否则在井内泥浆的压力下,浑浊的泥浆会顺着螺旋搭接处钻入。下管速度较快,泥浆压力较大。严重时其可以将网布掀开,脱离扎丝的捆绑,这样包网就失去了预防意义；
（4）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150～250mm挡砂、滤水效果好。
（5）在下管工序中把好施工质量关。下管时,加工扶正器,控制同心度,不能偏心,以免填砾时形成厚度不均匀的人工滤水层,使得在厚度较小的一侧形成粉砂涌进管井的通道。井管焊接时,不允许出现假焊、漏焊,井管的每一根接箍接口处应焊死焊牢,以堵死涌砂的通道。
4 取水构筑物的选择
取水建筑物类型的选择，主要受含水层的空间分布特点以及含水层的埋藏深度、厚度和富水性能；同时也与设计需水量大小，预计的施工方法，选用的抽水设备类型等因素有关。正确选用取水构筑物的类型，对提高出水量、改善水质和降低工程造价影响很大，同时，还应考虑设备材料供应情况、施工条件和工期长短等因素。
根据设计的取水量、水文地质条件及目前我国常用的取水建筑物类型及适用条件，勘察区宜采用管井，井径300-600mm，取水设备宜用离心泵或潜水泵。
5 结论
为了在增大水井产量的情况下能有效地控制水中含砂量，需要从完善粉细砂层施工工艺入手，综合考虑各方面的因素。在钻进环节，要调整泥浆的性能和钻压以保护水层不受污染；根据地层渗透系数调整滤水管的有效孔隙率；根据地层颗粒的级别对水层所投砾石进行优选；针对粉细砂层调整洗井工艺，以使砾石进行合理的重新排列，形成有效的天然过滤屏障，阻挡水中的流砂；通过这一系列的措施，形成完善的粉细砂层水井钻井技术，以达到增大水井产量，降低水中含砂量的目的。通过以上成井环节控制，在粉细砂地层成井过程中的大量实践取得了较好的效果，并在实际应用中逐步完善各项控制措施，对于相似地层的成井具有很好的借鉴作用。
开展本课题研究具有重要的现实意义和深远的历史意义，在第四系粉细砂含水层中施工的供水管井，其存在的主要问题是管井涌砂。管井涌砂将缩短其使用寿命，加剧抽水设备的磨损，将导致管井报废，严重影响施工单位的信誉和市场占有率，面对机遇和挑战，地质条件固然不能改变，但供水管井施工的有关技术参数和技术措施是提高成井质量的关键。通过长期的施工实践，总结经验、分析问题、不断改进成井工艺，在防止供水管井涌砂方面取得了良好的效果。同时形成完整的粉细砂层水井施工工艺。更加有利于水资源的保护。对于贫水区的第四系粉细砂层钻井取水尤为重要，可有效利用地下水资源；控制地下水位快速下降和降幅过大。
作者简介:张大成(1974-),男，助理工程师, ,从事水源井钻井、水文地质勘察等研究。E-mail:dqswzhangdc@cnpc.com.cn