采用酸化處理增加水井出水量的有效措施

摘要：本文概述了在供水井施工以及使用中造成水量減少的因素，并通過近年我單位在施工中的經驗介紹，對提高供水井出水量探索出了幾種有效方法，供相關單位借鑒，以促進供水井出水量技術的很好發揮。

關鍵詞：供水井;出水量;有效措施;鹽酸溶液;灌注工藝

隨著工農業及人畜用水的不斷增加，水井在國民經濟建設中占有非常重要的作用，但有些水井在施工和使用中由于某些因素影響，造成水量減少、變質，尤其是出水量減少，給供水帶來了許多困難。

水井出水量減少或變質的主要原因是地下含水層孔隙和井壁濾網被堵，水井在長期不使用時，水中的碳酸鈣等會在井套管底部的濾水管上形成鈣化物堵塞水道，從而引起電泵抽水時，水量減少或不上水的現象;因此，導致水井被堵造成停用或重新進行打井的實例不少，采用藥物處理及特殊的洗井方法，可取得很好的效果。現將該處理方法介紹如下：

一、酸處理方法

它是利用鹽酸溶解碳酸鹽的特點，來提高含水層的滲透性，以達到增加出水量的目的。

（一）鹽酸處理水井的機理

在含有粘土和石英砂的含水層中，加入氫氟酸防止鹽酸處理時生成絮狀硅酸鹽凝膠，使含水層的滲透性增加，并有利于孔壁的泥皮清除及擴大孔隙的作用。

（二）鹽酸溶液的濃度

主要根據含水層的滲透率和巖石的成分而定。在疏松地層中防止井塌和涌砂現象，含水層滲透率高，濃度應小些;透率低，濃度可大些;經驗表明濃度一般在5%～15%為好，如果濃度過大導致過飽和的高粘度氯化鈣和氯化鎂溶解。

（三）酸液的處理與酸制

為提高酸處理效果，在稀釋配液中，需要各種添加劑。

1、保護劑：減少對管子的腐蝕作用，常使用的有福爾馬林（含甲醛、水38%～40%的液體）。

2、穩定劑：能使鐵鹽和鋁鹽呈溶解狀態，主要使用濃度為98%的醋酸。

3、表面活性劑：可降低孔內液體的粘度和表面張力，常用的有松節油、木焦油、酒精。

每m3酸液中加松節油1.25～3.75kg，木焦油5～15kg，酒精10～30kg。在配制酸液時，應計算水、酸及添加劑，用容器量所需要的水、保護劑、穩定劑，將濃鹽酸倒入攪拌后，再加表面活性劑，攪拌均勻后要靜放半小時，除去沉淀物，即可使用。應注意的是只能往水中加濃酸，嚴禁往濃酸中加水。

二、灌注工藝

灌注前，井口應該密封，防止在處理中發生井噴;增加井內壓力，使酸液更好地滲入含水層深處，與硫酸鹽類地層充分地發生化學反應，提高酸處理效果。

井內清洗是保證酸處理效果的重要條件，因此在酸處理前，應把井內的各種雜物徹底洗清，尤其對新施工的水井應把巖粉、泥皮、泥沙抽洗凈，防止沉淀阻止滲透孔隙;清洗工作在目前為酸洗，酸洗一般采用5%～8%濃度，清洗井內的鐵銹和泥皮等臟物。

酸浸的目的在于浸泡并溶解含水層滲透濾，清除表面和過濾器的孔眼上各種可溶性物，一般浸泡時間為2～6h，在浸泡過程中應對井口密封。隨用大泵量沖洗井，直至返出清水為止。

在清洗井孔后，應封密井口、水泵灌注酸液;灌注后將井口封好，使酸液在井內高壓下滲入含水層深部，與碳酸鹽巖層充分的反應。然后進行抽水，將反應物全部抽出，再做抽水試驗，驗證出水量情況。

三、水井出水量減少原因分析

一般水井正常使用3～6年后都會不同程度地導致水量減少，其原因可歸納如下：

1、濾水管淤積：水中含沙量過多，經長時間沉淀后下部濾水管淤積掩埋。

2、濾水管堵塞：地下水中Ca2、Mg2過高時，易于水中的碳酸根、磷酸根、硅酸根產生作用生成水垢沉淀物，充填在濾水管縫隙中并具有較高的強度。

3、井管腐蝕：腐蝕產生沉淀堆積于縫隙處，堆積物加速了縫隙腐蝕，最終造成孔隙堵塞。

4、地層坍塌：在成井過程中或水井涌砂未及時處理情況下易出現上部坍塌，從而封閉原有的含水層。

5、水位下降：大量無序的開采地下水，使地下水位快速下降而造成地下水資源枯竭，開采深度越來越深。

四、處理措施和方法

根據不同的成因可采用單一方法或聯合方法，具體使用范圍及方法見下表：

具體處理時常把空壓機振蕩洗井與其他方法配合形成聯合洗井法，對于控制爆破洗井可用于基巖裸眼中。

五、出水量與鉆井和成井的關系

供水井出水量多少，每一道工序都與鉆井和成井工藝有著直接關系。鉆井工藝包括鉆進、擴孔兩道工序。成井工藝是鉆成井眼后的主要工藝，包括沖孔、換漿、下管、填礫、止水、洗井抽水六道工序;這幾道工序是互相銜接，相互交插進行的，并各有其操作要點。

為做好成井工作，首先必須在鉆井過程中判層準確，從而逐步的掌握施工區域內含水層埋藏規律：如深度、厚度、水位、水質、主要含水層和其他含水層之間的相互水力關系等。實踐證明，僅有好的井管設計，沒有完善的成井工藝，也不可能建造出高質量的水井，因此必須對成井工藝高度重視。

六、結語

為了增大水井出水量，必須設法使地下水向井內流動時所受的各種阻力減少至最低限度，阻力中以紊流摩阻損失及地下水流經過濾器的摩阻損失為主。為達到減少上述摩阻損失的目的，必須用人工方法加大過濾器的滲透性能。為此，應盡量采用填礫過濾器，并要選用適當的填礫規格和厚度，及盡可能增大濾水管濾面的面積，減少濾水管的腐蝕和堵塞，做好水井的檢測與防護，以保證供水井的正常使用。

作者簡介：黨凱（1987～，男（漢族），河北省邢臺人，鉆探工程師，現從事水文地質勘查、礦山防治水治理、鉆探工程施工技術研究工作。