盐酸洗井技术实例分析

周庆昌，邵晨曦，梅 洋

（肥城市打井队，山东 肥城 271600）

1 机井设计

山东鲁南某矿业有限公司为解决厂区办公和生活用水，委托肥城市打井队在其厂区打机井1眼，出水量不小于40m3/h。

机井设计四级成孔，设计开孔直径500mm，终孔直径295mm，孔深750m，一、二、三级孔用8mm钢制螺旋管密封，主要取奥陶系底层水。钻井设备为SPJ-600型正循环回转钻机。

2 成井工艺

一级管开孔500mm至孔底58m处取砂砾岩石完整，下入Φ426mm×8mm螺旋管。螺旋管送至孔底后用“翻浆法”将水泥砂浆翻至井口实施密封。砂浆沉淀凝固48h后，取芯钻进。

二级管开孔Φ385mm孔底至380.15m处，取完整砂岩岩心下入Φ377mm×8mm螺旋管，底口做密封处理。此段地层复杂施工难度较大，经历了白垩系、侏罗系、二叠系地层，其中含有紫红色砂岩、红色砂砾岩页岩、棕红色泥岩砂岩，其中砂岩夹层较厚、硬度大，钻进困难。中间含有棕红色泥岩、页岩和两层煤岩。根据当时施工难度，此段易缩孔、水含量少且浑浊，并要求用螺旋管封闭。

三级孔开孔Φ345mm至孔底520.46m处，此段为石炭系地层，含页岩、砂岩、灰岩、中统以泥页、岩铝土岩为主。在517m处遇青灰色灰岩，地层出现变化，下部为奥陶系。因为此段地层含有泥岩、页岩和铝土岩所以实施封闭。用反丝接头将Φ325mm×8mm螺旋管送至孔底，底口做密封处理。螺旋管上部与Φ377mm螺旋管重叠。

四级孔为Φ295mm裸孔，520.46m以下为奥陶系地层，有青灰色灰岩、黄色角砾状泥灰岩、青浅灰色白云质和灰质白云质出现。

3 投放盐酸前的抽水试验情况

根据施工要求，机井在520.46m以上全部用厚度8mm钢制螺旋管封闭，520.46m以下奥陶系地层含水量及补集应当充沛。但在实际施工中出现了异常现象。从开钻到终孔，井口一直回水，水量明显不足，但也应按要求做抽水试验。通过实施抽水试验，该井最大上水量为33m3/h，3次抽水情况详见表1。不能达到合同要求。

表1 抽水试验记录表

由该次抽水试验记录表得知：水井的单井出水量越来越多，动水位复位时间越来越短。由此可判定，奥陶系中的石灰岩和白云质灰岩，还有未疏通的岩石裂隙或者有泥岩、碎石堵塞水道。为解决这个问题，效率最快的办法就是利用盐酸洗井。盐酸在井下能与石灰岩、白云质灰岩发生化学反应。疏通水道，增加单井出水量。

4 盐酸洗井实施过程及抽水试验情况

4.1 根据施工鉴定报告精确定位

机井内投放盐酸前一定要计算出投放准确位置、数量及浓度，只有这样才能让盐酸在井下发挥最大效用。盐酸和灰岩发生反应比较强烈，所以下酸时一定要找准石灰岩与白云质灰岩的准确位置，计算出井口到灰岩的数值。盐酸和水的比重是有差异的，盐酸的浓度大于水的密度，因此在注入盐酸时，一定要从灰岩的上部开始。

该井520.46m以上全部用螺旋管密封，在520.46m以下遇到岩层变化出现灰岩，同时520.46m是螺旋管的底口，所以要避开底口，根据钻探地质情况，初步确定第一次注酸在525m处开始，第二次注酸应在620m处。

根据做的抽水试验结果，目前单井出水量在30m3/h左右，下部岩石又正逢灰岩地层，投入盐酸后能够增加出水量。

根据计算得出裸孔内水的容积大约在15m3，所以投入7t盐酸比较合理。

4.2 实施过程

盐酸在投放过程中具有一定的危险性，人员以及机井的外围都要做好防护工作。参加人员全程佩戴手套、口罩、穿胶鞋，最好穿上防护衣。往井内注酸时，厂家专业人员全程现场指导。并由机长协助注酸人员把盐酸投放到具体位置。井外的操作台和机电设备必须用塑料布遮挡，以防出现井喷现象，造成设备损毁。

按照设计注入盐酸分两次完成:第一次在525m处先投放3t。主要是观察井内的变化情况，是否会出现“井喷”现象。如未出现“井喷”，说明盐酸在井下和灰岩反应良好，生成的二氧化碳在水压的作用下向其他岩层深入，串通了机井的集水面，发挥到了预想的效果。

第二次投放盐酸与第一次间隔10h，主要是让盐酸在井下与灰岩充分反应，为第二次投放提前溶蚀。另一方面盐酸与灰岩的化学作用时间在6~8h。根据地质情况，投放盐酸的位置确定在620m处，因为在施工的班报以及现场的岩心、岩粉判断，620m以下有白云质灰岩发育。投放盐酸结束后，机井内逐渐有了沉闷的“砰砰”声，声音不太响，距离近了能够听到，随后又间隔10h，没有发现井孔有“井喷”现象，同时机井内的声音消失。于是在所有盐酸反应结束48h后，实施第二次抽水试验。

抽水试验前发现动水位有了下降的变化，实测数据比原水位下降51m，洗井时实际动水位定位在97m，完全符合周边机井的动水位，说明盐酸已发挥作用。

注酸前后抽水实验结果证明，注酸后的机井出水量明显高于注酸前，该机井出水量由原来的不足30m3/h到注酸后不低于50m3/h。实践证明，盐酸洗井对出水量不足的灰岩机井，效果明显，该技术具有很高的推广利用价值。

5 注意事项

盐酸在注入井孔后，会迅速和碳酸钙、碳酸镁发生反应，生成氯化钙、氯化镁以及二氧化碳和水，碳酸钙和碳酸镁易溶于水，岩石的裂隙会发生变化，能促使灰岩裂隙、附近溶洞水道的疏通，使水的汇集多而顺畅。同时生成的二氧化碳在井内水压的作用下，沿着水道四处释放向更深处发展，使盐酸的作用充分发挥，从而达到疏通水源的目的，增加单井出水量；反之，如果井内确实没有裂隙水或水量少，那么所形成的二氧化碳在水压的作用下会发出“砰砰”的响声，这种声音会越来越清晰，直到二氧化碳和水夹杂着一些杂质顺着井孔喷出数米高，形成“井喷”现象，十分危险。施工过程中，应注意以下事项：1）施工时，应将酸罐放在风向的下游方向，以防酸味呛鼻伤眼，施工人员应采取相应防护措施，以保证人身安全。2）畜饮水工程和养殖项目不适用本办法，应采取孔内爆破或其他工艺处理。3）为防止钻杆被盐酸腐蚀，用完后应及时用水冲洗。4）孔内注酸满足净值反应时间后应相应增加洗井时间，以最大限度地保证水质。