浅谈测井技术在修井工程中的应用

　　摘要：目前全国有近百万眼水井需要修复, 除采用钻探方法修井外, 还可采用测井的技术方法进行旧井检测,然后进行修复。介绍了各种侧井技术在旧井检测中的应用及进行水井修复的方法, 还介绍了笔者研制的一些新的方法、设备, 分析了修井的经济效益及应用前景。

　　关键词：测井技术,修井工程,测井法,前景,经济效益

　　通过市场调查研究发现：现有大量的旧井(冷水井和地热井)需要进行维修。要抓住这个时机, 开展了以检测、修复旧井为目的的水文测井工作, 把大量的旧井用较少的投资进行修复, 使之达到或接近原有井的出水量。

　　1、测井技术在旧井检测中的应用

　　对旧井进行检修之前, 首先要进行检测, 其目的是：查明故障特征;提供科学的物理数据和井下图像;为检修提供合理的施工方案。检测的主要内容有：查明现存井深, 查明井管的结构和状态, 即井管的型号、类别、材质, 确定井管有无断裂、破损、脱落及相应的位置, 井管的单根长度和总根数􀀁 确定井管中滤水管、护壁管的位置, 它们与地层及含水层的对应情况, 以及腐蚀、结垢程度, 滤水管过水眼堵塞状况等, 查明井管漏水和孔内沉砂的原因及其相应的位置;查明井内堵塞物上表面的位置、形状、类别。

　　1.1 视电阻率法

　　在旧并检测中常用的是梯度电极系, 选择合理的极距, 在完整的井管中所测曲线应在零值附近, 而在井管破损、断裂处所测曲线视电阻率值在几欧姆至数百欧姆之间变化。实践证明电极距长度选择过大或过小, 曲线都不能清楚地显示出井管破损断裂位置。一般应为井管尺寸的1.5——2倍为宜。如图1, 不同长度的电极系, 在同一口井中的测量。曲线证明0.2m电位曲线将花管内壁的泥砂结垢物明显区分出来, 并通过井径曲线验证泥皮厚30mm左右。

　　1.2 井径测井法

　　井径测井法在旧井检测中是一项非常重要的手段。当井管腐蚀、结垢、破裂时, 井管内壁尺寸就会发生变化, 在井径曲线上反映出井径值有细微的变化和突变点, 以此来查找、判断并管故障。

　　1.3 井温测井法

　　井温曲线是测量井温延井轴方向连续变化的, 对在该曲线上出现的异常进行研究分析, 查找判断井管故障。此法是地热井中查找井管故障的一种重要手段。如图2, 某热水孔在施工中, 割刀割破表层套管,冷水进人井中所测的修复前后两次井温曲线。

　　1.4 磁阻测井

　　磁阻测井其理论基础是:高灵敏度的磁敏元件在被测的井段中移动时, 如果遇有导磁性物质, 它会反映出磁通量变化的有关物理量, 用连续记录的形式记录在纸上, 可提供许多复杂的磁通变化的信息。

　　1.5 用井下彩色摄像方法观察井管状态

　　利用井下彩色电视摄像, 可直接观察到井管内壁的真实情况, 判断井管故障, 用以解决目前井管检测中尚无法解释的异常现象。是今后开展水井检测较理想的一种方法。

　　2、旧井的修复方法

　　2.1 清除井中落物

　　除使用钻探设备外, 我们新研制了经济、快速、简易可行的软打捞。

　　(1)打捞管状落物的机械手 一种是二指自由活片式机械手, 适用于落入井中时间不长, 且管内未被沉淀物全部堵死的管状物。另一种是十字形双指上加冲击锤, 适用于管内已被沉淀物全部堵死的管状物。

　　(2) 永磁定向铁器物打捞器 此种打捞器的磁极都在下方向, 而侧面无磁性, 它要求被捞取的落物上表面必须平整且无任何杂物, 与打捞器的磁极呈面接触, 否则效果不好。打捞器的尺寸大小决定于被捞物的质量, 一般在几千克至几百千克。

　　(3)鼠笼式电磁打捞器 此打捞器适用于一些不规则的, 且使用永磁定向打捞器效果不好的落物。其基本原理是􀀁 瞬时在打捞器上产生强力磁场吸住落

　　物, 然后快速上提, 使落物进入鼠笼中。对于一些异形金属落物的打捞是有效的。

　　(4)多指异型毛勾 适用于钢丝绳、铅丝、泵零件等落物, 在打捞时, 一般在毛勾上加用井下冲击锤效果较好。

　　(5)带活门〔或倒刺􀀁 的打捞筒适用于砖头、石块等无磁性不规则落物, 也需与井下冲击捶配合使用。

　　(6)一绳多用井下冲击锤此打播器是在打捞工具上加装下冲击锤(使落物进入打捞工具)和上冲击锤(上提遇阻时减少钢丝绳负荷)等装置, 提高打捞效果。

　　(7)液压式井下上冲击锤 当落物被泥砂埋住或与井壁卡的较死时,为确保钢丝绳不超负荷作业, 必须使用上冲击力较大的加速冲击锤。

　　2.2 疏通井管

　　疏通方法：对轻度的桥塞使用冲击锤加毛勾多在桥塞严重且位置较深的情况下, 使用井下通孔枪。

　　􀀁 2.3 井壁除垢

　　􀀁(1)使用钢丝绳带动底部装有多个垢物打捞网斗的多层钢丝刷, 进行井壁除垢。垢物通过打捞网斗捞出。

　　(2)井底落物、垢物沉积过多, 需用压风机进行清洗。

　　(3)清洗较坚硬的和滤水管孔中的垢物, 需用专用的除垢剂或工业废酸进行化学洗井。但投入药量和浸泡时间须合适, 否则给修井工作增加困难。

　　2.4 滤水管的进水孔垢物或堵塞物的清洗

　　(1)旋转式高压喷嘴洗井法使用泥浆泵带动井下高压喷嘴旋转头, 在滤水管部位上下反复冲洗。

　　(2)定向气流冲洗法压风机通过高压橡胶风管带动井下加压气流罐, 对准滤水管部位反复冲洗。

　　􀀁2.5 井管断裂、破洞的封堵法

　　(1)下复管 此法适用于在变径处和井底附近的井管发生断裂和破洞, 即在断裂破洞处下入一段比原井管小一级的井管, 并加止水圈。其效果较好。

　　(2)水泥封堵法 将高标号水泥从井管的破裂处压进去, 达到封堵目的。

　　3、旧井修复的前景和经济效益

　　􀀁􀀂 六十年来, 水文地质工作者在全国开展水文地质普查勘探中共打井近五百万眼。从水井使用寿命测算,目前大约有40%的井需进行科学的维修和管理。

　　综上所述可以看出, 开展旧井修复工作的必要性和可行性。它不但起到了节约用水的效果, 而且取得了较好的经济效益。尤其是在当前水资源法的实施, 地下水合理的开发利用, 大量打新井的任务逐年减少的情况下, 旧井修复是今后水文地质队伍的一个新途径, 是一个有广阔前途的市场。

　　参考文献：

　　[1] 赵国臣. 活塞洗井在石棉水泥井管中的应用[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程). 1981(03)

　　[2] 赵振云. 小型钻机在修复浅井井管中的应用[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程). 1997(04)

　　[3] 王洪文. 报废水井如何修理[J]. 地下水. 2004(01)

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