丹东快速打井之修井队水井套管破裂涌砂的成因

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地热井(水井)工程作为建设工程的一种，它具有投资大、风险高、地质条件变化多、隐蔽工程多、设计变更多等特点。为了避免以后地热井维修次数的增多，工程质量缺陷很难在以后质量检查中发现和进行处理修复。

地热井钻井在进行施工的时候要注意以下内容：钻机设备选型应留有加深钻进深度的余地;

搞好洗井与产能测试钻井完工应及时进行洗井和产能测试, 严禁停滞时间过长, 洗井应针对热储地层特征、钻井深度、使用泥浆性质和稠度采用不同的方法; 产能测试应满足规范的要求;保持合理的井身结构并严格的固井: 表层管口径及下入深度应充分考虑取水设备口径和下入深度的需要; 井壁管应下入热储一定深度并严格封闭热储顶板上部各层位; 尽可能做到3 径或4径至孔底;

准确的钻井地质编录, 正确地进行地质分层, 依据钻井中的地质变化对可能出现的问题作出判断并找出对策; 及时修改完善地质设计;尽可能保持钻井的垂直,以降低井内事故和井壁管受磨损;严格使用冲洗液钻进, 热储层内钻进严禁使用稠泥浆;及时进行地球物理测井：下入表层管、井壁管前及达到设计深度时均应测井,以结合地质编录进行地质分层、了解地层温度变化和热储的渗透性、含水性特征,指导钻井施工;

为了便于地热井(水井)工程质量管理和质量控制，作者根据地热井(水井)工程的特点，进行了分部、分项工程的划分，设置了工序质量的质量控制点，为工程质量管理、控制、检查及评定奠定了基础。

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(1)在完井下入套管时套管本身存在质量问题,或在装卸与运输途中套管受损出现裂隙,上述情况没被发现即下入井孔,完井后地层的泥沙会自此处涌入井内出现涌砂现象,此种情况造成的涌沙先期不太明显,在使用中会越来越严重.

(2)在钻完井孔套管下入井孔连接时,焊接处出现漏焊造成套管连接处破漏,完井后地层的泥沙会自此处涌入井内出现涌砂现象.

(3)完井下入套管时底部的滤水管上面的滤层没有处理好,滤层尼龙网(棕片)稀疏或被刮伤,完井后不能起到良好的过滤作用也会出现涌沙现象,严重时滤料也会进入井内.

(4)完井下入套管后,滤水管段的滤料体积过大,不能良好的起到过滤作用,完井后就会出现涌砂现象.

(5)完孔后下完套管填滤料时,因个别原因造成滤料没有将滤水管全部围填,有滤料悬空不密实或滤料没有到达滤水管顶部的现象,造成滤水管进水时没有滤料过滤,出现涌沙现象,或井孔斜度过大,滤水管靠壁严重造成滤料围填不均,滤水管与地层的粉砂层直接接触,完井后也会出现涌砂现象.

(6)套管上部在地层的咸水段,当咸水层的水质腐蚀性大时,时间久了上部的套管会被腐蚀性强的水质腐蚀穿孔,出现破漏涌砂现象.

(7)水井在使用过程中,电泵存在质量问题或磨损后未及时修理,出现电泵的泵轴与电机的转子不同心或泵轴(电机转子)磨损造成间隙量过大,当电机启动时会出现很大摆动,摆动时会撞击水井套管,时间久了因撞击出现的裂隙也会出现涌砂.

(8)水井使用过程中,潜水电泵的输水管(泵管)的连接处(法兰间)松动,或输水管被腐蚀穿孔造成高压水自此处射出喷向套管,时间久了会出现滴水穿石的状况使套管穿孔破漏.

(9)地壳变动造成的套管破裂,地壳在水平或垂直变动时,会产生巨大的挤压力,同时对水井套管也会产生同样的挤压力,当地壳变动产生的挤压力大于套管的承受力时,套管就会变形,破漏,断裂移位,出现提水时涌砂现象.另外随着地下水不断开采,原始地层压力的降低等,引起地层内部结构的变化,由于地应力作用,破坏了断层相对静止状态,上下盘产生滑移,对套管产生剪切破坏也是造成水井套管破漏损坏的原因.

目前普遍的观点认为,水井出砂后会在出砂层段的套管附近形成空洞或坑道,在上覆地层压实和地层压力下降的情况下,使围填层应力发生变化,破坏了周围地层的应力平衡,从而空洞上的已卸压地层就可能坍塌,坍塌地层和细砂挤压套管,导致套管加剧损坏.

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液态CO2洗井，就是通过CO2的形态变化，将低温高压装八杜瓦瓶里的液态CO2经过高压管道送入井底，由于压力变小，温度升高，由物理学气态方程P1V1/T1= P2V2/T2,PV/T=常数，液态CO2的相变特性瞬间产生流和强烈的正负水击作用于含水层的孔隙淤积，强力疏通含水层的来水通道，伴随着液态CO2急剧气化而产生爆发性的气举能力，推动水体上升，并夹带大量泥砂、碎石等直至喷出井外。瞬间，井内为负压状态，这时被压入含水层中的CO2气体与水的混合物等又在地层和水头压力作用下向井内补给，形成无数条内向激流，这时滞留于含水层孔裂隙中的淤塞物便随之带入井内，并使井壁泥皮再度遭到破坏，使含水层水路疏通，增大井孔出水量，达到洗井的目的。
什么是注水井正洗井?为什么要洗井？
（1）什么是注水井正洗井?
回答：洗井方法一般分正循环和反循环或称正洗和反洗。
洗井水由油管进入，从套管返出地面为正洗，反之，为反洗。对于下封隔器的注水井只能反洗。
（2）为什么要洗井？
回答：a.新注水井排液后，试注前要进行洗井。
b. 注水井注一段时间，也要进行洗井，通过洗井，使水井、油层内的腐蚀物、杂质等赃物被冲洗出来，带出井外。避免油层被赃物堵塞，影响试注和注水效果。
c.一般在以下几种情况下，必须洗井：
①排液井转入注水前(试注前)；
②正常注水井、停注24h以上的；
　③注入水质不合格时；
④正常注水井，注入量明显下降时；
⑤动井下管注后。