观测井的设计

一、观测井的结构设计

观测井的结构包括井深、井径、护井与上水等。观测井的深度主要取决于观测含水层的埋深。每口观测井的深度,首先要尽可能保证观测井地下水动态对地壳应力应变有较强的反映能力,从这一要求出发最好使观测井深度靠近未来的孕震层。其次,观测井深度又受制于经费的投入额度。因此,观测井深度的确定原则是在经费允许的条件下尽可能揭露深层含水层。按照这样的原则,观测井深度确定为100～200m。观测井的直径,主要取决于观测仪器中各类传感器的直径,特别是多项综合观测井的井径要满足多种传感器同时下井的要求。此外,还要考虑一口井内井径变化尽可能少的原则,以便保证观测井地下水动态对孕震信息的放大能力。观测井的有效直径确定为不小于100mm。按照这样的原则,观测井的上半段,一律要求设置永久性护井套管,下半段一般可为裸孔。但在井壁有可能发生坍塌的观测井中,要求全部井身均设套管,并在井身下半段主要含水层深度段上设置滤水管。观测井变径处的套管底部要采取止水措施,严防上层地下水顺套管流入观测井内和观测井内的地下水渗入上部非观测层中去。观测井打井完毕后应进行登记,登记内容见表11-3-1。

表11-3-1 水网观测井结构参数与测项一览样表

二、观测井的施工设计

1.钻井施工记录

在观测井施工过程中,要求按有关规定进行地质 水文地质描述。描述内容包括钻进深度、速度、泥浆消耗量、掉钻、卡钻、井壁坍塌、涌沙、涌水、漏水等现象,特别要注意描述各个含水层(段)的位置及测量其水位、水温等特征。

2.取岩芯

一般情况下,钻进过程中不取岩芯。但要求每2m进尺保留一袋代表本段岩性的砂样(岩屑),并按顺序编号保留,直到井孔验收。但在观测井的某些井段上,可要求采取完整岩石的岩芯。

3.洗井

每口观测井施工之后必须洗井,彻底清除井内泥浆、砂粒、岩屑等杂物,特别是要清除渗入到观测含水层空隙内的杂物,确保观测层具有较强的渗透性能。洗井结束后,应测定观测层地下水的稳定水位与水温。

4.简易水文地质试验

每口观测井洗井之后,要求进行简易水文地质抽水试验。连续稳定抽水时间应达到8h以上。经水文地质试验之后,取得如下水文地质基本参数:涌水量(Q)、降深(S)、渗透系数(K)等。

由于未来观测层富水性太弱而不能抽水,可改作提水、注水或压水等其他试验,确保求得相应的水文地质参数。

5.水质分析

在简易水文地质试验时,应取观测层地下水的水质样品。各观测井水质分析的项目要求,如表11-3-2所示。

表11-3-2 水网观测井地下水取样与分析要求样表

6.资料要求

观测井建成之后,要求提供如下技术文件与资料。

(1)观测井设计与建设设计书。

(2)观测井井区地质平面图(比例尺不小于1∶5万)。

(3)观测井钻孔结构图。

(4)钻井施工、洗井、水文地质试验等原始记录及整理结果。

(5)全部岩性砂样与3口井4个层段岩芯(各长5m)。

(6)观测层地下水水质分析结果表。

(7)以观测井为单位提交观测井情况一览表(格式参考全国地震地下水动态观测井情况一览表)。