我相信每个人都注意到水井的水位有很大的不同,无论是静态的还是抽水的。这些差异是由地层压力造成的。

有时压力会高到足以使井在地面流动。通常这可以追溯到充电区域。例如,奥加拉拉含水层横跨从德克萨斯州北部到达科他州的西部平原,它的大部分补给来自落基山脉东侧的融雪,后者的海拔要高得多。当发现该含水层时,由于地层压力高,许多地方的井都在流动。这片富矿灌溉了大平原上的庄稼超过100年。经过长时间的持续使用,水位下降了很多,水泵必须设置得更深,井也要更深,才能接触到水。这是由于地层压力下降所致。

最简单的思考方法是什么?蓄水层就像一个储蓄账户。你不可能在不耗尽的情况下取出比投入多的钱。充值就像加钱,抽钱就像抽钱。如果账户足够大,你可以在很长一段时间内取很多钱,但结果是一样的。在西部,水位和地层压力主要由海拔变化驱动。

在美国东南部,我们有一个叫做奥卡拉石灰的含水层。它通常沿着东海岸从南卡罗来纳经过乔治亚州,进入佛罗里达州中部。尽管地面几乎是平坦的,接近海平面,但含水层的形状像一个巨大的碗。在北端和南端,它几乎到达了水面。这些是主要的充电区。当水流向碗的中心时,它就会获得压力——南乔治亚州的许多井都是由于地层压力高而流动的。

1905年,美国地质调查局(USGS)在乔治亚州的布伦瑞克钻了一口勘探井。这口井的井口超过60英尺。当时,许多人甚至没有水泵,因为水压很高,很容易流到二楼。最终,随着人口的增长和工业的使用,地层压力下降到需要泵送的程度。我在一家纸浆厂钻了一口井,距离勘探井大约1英里,静水位在地表以下约20英尺。这是头的净损失80英尺。

想想储蓄账户。足够用很长一段时间,但很长一段时间不是永远。随着我们使用的水越来越多,地层压力下降,泵必须设置得更深,井也必须钻得更深才能跟上。

在美国东南部,这个问题不仅仅是缺水。奥卡拉石灰的淡水坐落在一个巨大的盐水池上。如果你抽得足够多,井最终会被盐化,不能用于灌溉或家庭消费。显而易见的治疗方法是将使用量减少到可管理的水平——即相当于自然充电量。但是,由于衰退是逐渐的,人们认为它将永远持续下去。它不会。

人们开始意识到更好的保护措施,这是好事。几年前,为了方便泵的安装,经常可以看到流动的井用管道连接到沟渠。多年来,它们不断涌出,浪费了地层压力。幸运的是,我们已经很少看到这种情况了。

另一方面,地层压力非常低。泥浆钻井人员非常讨厌这种情况,因为它经常导致漏失,钻井非常困难。造成这种情况的原因可能包括地层缺乏自然补给或水被排到较低的含水层。那里有水,但很难开发和生产。

在这种地层中,通常使用的泥浆越轻越好,但仍具有高粘度和良好的壁饼建造性能。泥浆公司喜欢这种做法。他们会卖给你很多产品!空气钻井人员通常不会遇到这种问题,但地层必须有足够的强度来保持孔开,直到套管入井。

在某些情况下,如果井是流动的,就必须停止流动来进行井的工作。这可能是更换泵或安装一个新的井口。在油田中,通常采用重晶石等重质材料。这将消除绝大多数压力,但水井行业不太使用它,因为它会堵塞地层,增加开发难度。通常情况下,流动的水井没有太大的地层压力,作业人员可以很容易地用盐水压井。要做到这一点,混合一个盐水药片,并把它移到井与tremie线。由于盐水较重,它通常会阻止水流足够长的时间来完成你的工作。此外,由于它是溶解的,没有固体,不会堵塞地层,可以很容易地开发出来。当在这种情况下设置泵时,只需将泵打开排液口,直到盐丸被泵出,盐就会回流。

了解地层压力产生的原因和处理方法是优秀司钻必备的工具。


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