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摘 要：水井钻进是影响水资源开发利用效率的重要因素。以现阶段水资源开发利用工作情况为基础，结合近年来水井钻进工作特点，明确新时代发展对水资源利用开发工作提出的要求，分析影响水井钻进的各项因素，并提出有效的施工技术，以此为社会实现可持续发展的战略方针奠定基础。
关键词：水井钻进；影响因素；技术；水资源
中图分类号：P634.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0213-02
在石油勘探开发与钻进技术优化的背景下，火山岩油气藏已经成为当前重要的开发勘测区域，但因为火山岩地层具备研磨性强、可钻性差、地层硬等特点，直接影响了火山岩勘察开发工作的落实效果。本文以某地的火山岩地层为例，对影响水井钻进的各项因素进行深层研究，并结合施工案例提出有效的操作技术。
1 水井钻进案例介绍
1.1 工作目标及任务
本文选择的火山岩地层工作目标和任务是结合水文地质物探结果，明确所在区域的地下水情况，若是水的储备量符合建设方需求则成井。
1.2 水文地质概述
结合所在区域可知的地理条件和物探信息可知，区域内包含了紫红色粉砂质泥灰岩和泥质粉砂岩，部分地区还有灰岩和白云质灰岩，第四系空隙水不多，地下水埋藏过深，物探成果判断岩溶裂隙发育段两条，顶部预埋深度在120～180m之间，因此井深是150～200m。
1.3 施工原则
这一水井要结合《水文地质勘察施工規范》提出的各项要求进行实践工作，明确水井质量确保工作效率和质量符合规定，以此有效解决用水需求。
1.4 技术指标
设计井深在150～200m间，施工设备车装SPJ-300水文水井钻机；开孔直径为？准300，套管周边引用粘土止水工艺；用？准219牙轮钻头钻进完整基岩，作为水井的下泵孔段，钻进186m至终孔。
2 水井钻进的影响因素分析
2.1 钻进参数影响钻进效率
具体内容分为以下几点：
（1）钻压这一工作的大小是以地层软硬程度决定的，且要综合研究钻孔结构、钻具质量及钻头质量等内容。现阶段，在火山岩地层中，牙轮钻进一般要会有参数，如中硬到硬地层要每英吋直径加压15～20kN，对水井钻进而言，通常达不到此范围。
（2）转速通常情况下，机械钻速会随着转速的提升而提升，但会受岩石性质、设备及循环液等因素所影响，不能随意提高转速。在优质的循环液背景下，井底的岩屑可以及时清除，相反会出现严重的破碎，进而影响转速，并产生泥包钻头。除此之外，在研磨性过高的地层钻进，若是转速过大，除了会影响钻头的工作时间，还会增加施工成本的支出，因此不提倡引用过快速度进行钻进工作。
（3）泵量对泵量的影响，其是随着冲洗液排量的提升，增加钻进效率，钻头进尺也会随之提高，在排量达到一定范围后，钻进效率不再有明显增加，通常需要冲洗液的上返速度高于1m/s，且不能小于0.5m/s，不然岩屑无法及时上返，很容易出现重复破碎或孔内复杂的问题[1]。
2.2 钻进工艺技术过于老套
现阶段，水井施工很多单位并没有现代化的多工艺钻进技术条件，更无法结合地层情况及时选用适宜的工艺方法，如气举反循环钻进技术等。一般情况下，在施工中引用泥浆正循环钻进技术，钻孔同钻杆间的环状间隙非常大，泥浆上返速度非常慢，携带岩屑的能力过低，致使重复破碎、施工周期过长等[2]。
2.3 钻头选型难，机械钻速低
火山岩的类型很多，岩性非常复杂。以准噶尔盆地为例，火山岩地层主要分布在石炭系地层与二叠系佳木河组的下亚组，岩性主要为火山熔岩，其次就是火山碎屑岩。在这一背景下，受岩性不均衡、地层硬度过高、研磨性强、岩性不均等因素的影响，致使所在区域的火山岩地层钻进机械钻速过低，钻头磨损情况严重，很容易带来井内钻具事故。
2.4 井壁坍塌压力高，井壁不稳定
测井资料证明，本文研究案例的井径不规律，钻进时总会出现大量岩块。起下钻过程中会出现钻不到底的问题，划眼过程中会有大量岩块返出井内。
3 提升水井钻进效率的技术研究
钻进是一项开发利用地下水的入地工程，钻进技术的优化对抗旱打井有积极引导作用。钻进关键技术分析和应用现已成为当前施工企业和施工团队关注的焦点。在新时代发展背景下，常规钻探技术在实践工作中持续优化，特色钻进技术的优点得到发掘，钻进装备与实践工程也开始全面革新。具体提升钻进效率的技术主要分为以下几点：
3.1 泥浆正循环牙轮钻进技术
在水井钻进工作中，引用牙轮钻头的方式已经非常普遍，除了要选择正确的钻头型号，还要提出科学的钻进规程，这样不但可以保障工作质量，而且可以提升钻进效率，增加钻头的应用时间，减少钻深成本支出，以此更好展现牙轮钻头在水井钻进中的优势。
3.2 牙轮钻头的应用
具体内容分为以下几点：①选择的牙轮钻头型号要符合岩性需求，钻头的尺寸与钻孔的设计相符，且依据大小顺序应用；②明确在进行牙轮钻头钻进操作时需要在注意的问题。如链接钻头时无法猛礅，下部要放垫木，下钻时平稳操作，遇阻井段要满，钻头若是中途扫孔，要计算好时间，预防事故的出现；③钻头在应用中若是出现憋跳问题，要及时研究问题，检查地层是否存在问题，井壁是否存在坍塌掉块等问题，并做好钻头在孔内工作情况的研究[3]。
3.3 空气牙轮、泡沫牙轮钻进方法
现阶段，我国对这项工作技术的研究和引用已经开始全面推广。起符合大多数地层、操作也容易得到掌控，可以及时了解复杂的地质情况，控制成本支出，但岩层钻进速度很低。
3.4 气动潜孔锤钻进技术
这种技术现阶段在基岩地层钻进水井应用非常常见，钻进效率很高。通过了解实践案例可知，其展现出的钻进速度是牙轮钻进的5～10倍，钻头寿命很长，钻孔不容易倾斜，可以提高地下水或油气的渗透性。
3.5 气举反循环钻进技术
这种技术是当前大口径深水井、地热井施工的重要内容，也是新时代发展背景下的产物，我国很多单位都将其余气动潜孔锤钻进技术整合引用，还有的单位将其选做水井钻进的第一技术进行推广。通过了解实践案例可知，不管是国外还是国内其在应用中都展现出了非常高效的经济效益。气举反循环钻进效率主要受压缩空气的压力和排量及气水混合器所影响，起重工气水混合器要有一定沉没深度才能形成优质的气水混合流，因此这一方法在50m以上的效率都非常低[4]。
4 结束语
综上所述，在进行水井钻进工作的基础上，工作人员要了解所在区域的地理条件和气候变化，结合近年来的降雨情况，分析这一区域的农业灌溉和生活用水特点，而后明确水资源开发利用的重要性，并整合自身技能提出合理的水井钻进工作方案，引用现代化施工技术，这样不但可以优化实践工作效率和质量，而且有助于满足水资源的应用需求。
参考文献
[1]彭 彬，李帮民，王 丹，等.气举反循环技术在石油钻进中的适应性分析[J].科学技术与工程，2016，16（19）：179～184.
[2]张志平，曾春林，程礼军.城口地区页岩含气特征及影响因素研究[J].中国矿业，2016，25（s2）：222～226.
[3]郑永华，李少荣，张健强，等.古生界海相页岩储层井壁稳定影响因素分析[J].科学技术与工程，2016，16（34）：176～180.
[4]任化斌，何军国.水井钻机井架及其焊接接头设计计算和验证[J].机械设计与研究，2017（2）：101～103.
收稿日期：2018-8-14
关键词：水井钻进；影响因素；技术；水资源
中图分类号：P634.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0213-02
在石油勘探开发与钻进技术优化的背景下，火山岩油气藏已经成为当前重要的开发勘测区域，但因为火山岩地层具备研磨性强、可钻性差、地层硬等特点，直接影响了火山岩勘察开发工作的落实效果。本文以某地的火山岩地层为例，对影响水井钻进的各项因素进行深层研究，并结合施工案例提出有效的操作技术。
1 水井钻进案例介绍
1.1 工作目标及任务
本文选择的火山岩地层工作目标和任务是结合水文地质物探结果，明确所在区域的地下水情况，若是水的储备量符合建设方需求则成井。
1.2 水文地质概述
结合所在区域可知的地理条件和物探信息可知，区域内包含了紫红色粉砂质泥灰岩和泥质粉砂岩，部分地区还有灰岩和白云质灰岩，第四系空隙水不多，地下水埋藏过深，物探成果判断岩溶裂隙发育段两条，顶部预埋深度在120～180m之间，因此井深是150～200m。
1.3 施工原则
这一水井要结合《水文地质勘察施工規范》提出的各项要求进行实践工作，明确水井质量确保工作效率和质量符合规定，以此有效解决用水需求。
1.4 技术指标
设计井深在150～200m间，施工设备车装SPJ-300水文水井钻机；开孔直径为？准300，套管周边引用粘土止水工艺；用？准219牙轮钻头钻进完整基岩，作为水井的下泵孔段，钻进186m至终孔。
2 水井钻进的影响因素分析
2.1 钻进参数影响钻进效率
具体内容分为以下几点：
（1）钻压这一工作的大小是以地层软硬程度决定的，且要综合研究钻孔结构、钻具质量及钻头质量等内容。现阶段，在火山岩地层中，牙轮钻进一般要会有参数，如中硬到硬地层要每英吋直径加压15～20kN，对水井钻进而言，通常达不到此范围。
（2）转速通常情况下，机械钻速会随着转速的提升而提升，但会受岩石性质、设备及循环液等因素所影响，不能随意提高转速。在优质的循环液背景下，井底的岩屑可以及时清除，相反会出现严重的破碎，进而影响转速，并产生泥包钻头。除此之外，在研磨性过高的地层钻进，若是转速过大，除了会影响钻头的工作时间，还会增加施工成本的支出，因此不提倡引用过快速度进行钻进工作。
（3）泵量对泵量的影响，其是随着冲洗液排量的提升，增加钻进效率，钻头进尺也会随之提高，在排量达到一定范围后，钻进效率不再有明显增加，通常需要冲洗液的上返速度高于1m/s，且不能小于0.5m/s，不然岩屑无法及时上返，很容易出现重复破碎或孔内复杂的问题[1]。
2.2 钻进工艺技术过于老套
现阶段，水井施工很多单位并没有现代化的多工艺钻进技术条件，更无法结合地层情况及时选用适宜的工艺方法，如气举反循环钻进技术等。一般情况下，在施工中引用泥浆正循环钻进技术，钻孔同钻杆间的环状间隙非常大，泥浆上返速度非常慢，携带岩屑的能力过低，致使重复破碎、施工周期过长等[2]。
2.3 钻头选型难，机械钻速低
火山岩的类型很多，岩性非常复杂。以准噶尔盆地为例，火山岩地层主要分布在石炭系地层与二叠系佳木河组的下亚组，岩性主要为火山熔岩，其次就是火山碎屑岩。在这一背景下，受岩性不均衡、地层硬度过高、研磨性强、岩性不均等因素的影响，致使所在区域的火山岩地层钻进机械钻速过低，钻头磨损情况严重，很容易带来井内钻具事故。
2.4 井壁坍塌压力高，井壁不稳定
测井资料证明，本文研究案例的井径不规律，钻进时总会出现大量岩块。起下钻过程中会出现钻不到底的问题，划眼过程中会有大量岩块返出井内。
3 提升水井钻进效率的技术研究
钻进是一项开发利用地下水的入地工程，钻进技术的优化对抗旱打井有积极引导作用。钻进关键技术分析和应用现已成为当前施工企业和施工团队关注的焦点。在新时代发展背景下，常规钻探技术在实践工作中持续优化，特色钻进技术的优点得到发掘，钻进装备与实践工程也开始全面革新。具体提升钻进效率的技术主要分为以下几点：
3.1 泥浆正循环牙轮钻进技术
在水井钻进工作中，引用牙轮钻头的方式已经非常普遍，除了要选择正确的钻头型号，还要提出科学的钻进规程，这样不但可以保障工作质量，而且可以提升钻进效率，增加钻头的应用时间，减少钻深成本支出，以此更好展现牙轮钻头在水井钻进中的优势。
3.2 牙轮钻头的应用
具体内容分为以下几点：①选择的牙轮钻头型号要符合岩性需求，钻头的尺寸与钻孔的设计相符，且依据大小顺序应用；②明确在进行牙轮钻头钻进操作时需要在注意的问题。如链接钻头时无法猛礅，下部要放垫木，下钻时平稳操作，遇阻井段要满，钻头若是中途扫孔，要计算好时间，预防事故的出现；③钻头在应用中若是出现憋跳问题，要及时研究问题，检查地层是否存在问题，井壁是否存在坍塌掉块等问题，并做好钻头在孔内工作情况的研究[3]。
3.3 空气牙轮、泡沫牙轮钻进方法
现阶段，我国对这项工作技术的研究和引用已经开始全面推广。起符合大多数地层、操作也容易得到掌控，可以及时了解复杂的地质情况，控制成本支出，但岩层钻进速度很低。
3.4 气动潜孔锤钻进技术
这种技术现阶段在基岩地层钻进水井应用非常常见，钻进效率很高。通过了解实践案例可知，其展现出的钻进速度是牙轮钻进的5～10倍，钻头寿命很长，钻孔不容易倾斜，可以提高地下水或油气的渗透性。
3.5 气举反循环钻进技术
这种技术是当前大口径深水井、地热井施工的重要内容，也是新时代发展背景下的产物，我国很多单位都将其余气动潜孔锤钻进技术整合引用，还有的单位将其选做水井钻进的第一技术进行推广。通过了解实践案例可知，不管是国外还是国内其在应用中都展现出了非常高效的经济效益。气举反循环钻进效率主要受压缩空气的压力和排量及气水混合器所影响，起重工气水混合器要有一定沉没深度才能形成优质的气水混合流，因此这一方法在50m以上的效率都非常低[4]。
4 结束语
综上所述，在进行水井钻进工作的基础上，工作人员要了解所在区域的地理条件和气候变化，结合近年来的降雨情况，分析这一区域的农业灌溉和生活用水特点，而后明确水资源开发利用的重要性，并整合自身技能提出合理的水井钻进工作方案，引用现代化施工技术，这样不但可以优化实践工作效率和质量，而且有助于满足水资源的应用需求。
参考文献
[1]彭 彬，李帮民，王 丹，等.气举反循环技术在石油钻进中的适应性分析[J].科学技术与工程，2016，16（19）：179～184.
[2]张志平，曾春林，程礼军.城口地区页岩含气特征及影响因素研究[J].中国矿业，2016，25（s2）：222～226.
[3]郑永华，李少荣，张健强，等.古生界海相页岩储层井壁稳定影响因素分析[J].科学技术与工程，2016，16（34）：176～180.
[4]任化斌，何军国.水井钻机井架及其焊接接头设计计算和验证[J].机械设计与研究，2017（2）：101～103.
收稿日期：2018-8-14