为了选择钻井方法和进行井孔设计必须对井址或替用井址特性加以分析。一般井址分析包括如下几个方面。
1.水文地质评价
井址必须进行勘察以便评价和确定是否有可供开采的地下水。
2.井址区域的一般水文地质因素
井址的水文地质影响着井的施工方法,因而也影响井址规模和井的设计。井或井群的位置可根据邻近各井的历史资料以及当地水文地质特性了解情况而定(参阅第3章)。井的运转周期、抽水率和井的相互干扰影响着抽水扬程和总动力水头,因而井的间距布置是否得当显得十分重要。
3.水质
地下水水质主要取决于地下水通过时所接触到的各种地质岩层,有时也受制于人类的污染。当考虑将井位布置于已知的或可疑的污染含水层系上面时,必须考虑作特殊设计。这时需有劣质地下水的平面和竖向范围的资料以及拟议的产水量对于地下水流动所引起的迁移污染的作用。为将井位布置于适宜的含水层中,必须选作一些区域试验。井设计时还应包括污染区的封闭设计。
4.井址地理因素
影响井设计的地理因素包括地理位置和排水状况。
5.井址面积和地形状况
虽然井的施工、抽水和维护以及其他用途所需的场地面积小于60ft×100ft,但场地大小和地形会受到当地条件诸如最小场地尺寸、钻台、附近高压线、下水管道和化粪池等的影响。根据卫生标准要求,井址一般必须离下水管道至少50ft,离现有或将建的化粪池蓄水库和(或)水处理设施。及排水设施100~150ft。邻近的输油管线也应加以认真考虑。在大民用供水区域,应建造蓄水库和水处理设施。
如果井址的附加费用超过最小必需费用,其附加费可以施工费用节余和通过采用较易维护的生产设备来补偿。大的井址可提供施钻替用井的空间,这在城市区域,常常是一种有价值的选择。一个不标准的狭窄的井址会使钻塔、支架、附属设备、砾石、套管钻屑储存场等的布置造成困难和费用高昂。在少数井址实例中,由于工作面太小而左右着钻井方法选择,通常缆绳冲击式钻井法所需的工作面积较回转式钻井法小。
6.井址通道
井址进出方便有利于井的维护。由于井的生命期内,井本身和水泵高昂的维修费用可能超过地产售价,故将井址分隔开是不明智的。任何一个井址,如果其可通达性限制着未来的发展,则其价值就会减小。井位设计时,应考虑井址现存的和规划的架空高张力线路,因为这些线路常对井站运作检修构成危害。抽水机房建筑物、管线、控制设施等必须设计成易于搬移或具有足够大的开阔度以利于其他设施进出井址。输水管线和电气及其他设备的布置必须使各种设备能方便安装和运行。
7.地方法规
必须对公共和私人机构的各种法规进行全面充分考察,因为它将影响井的设计(例如卫生隔离、最大抽水量和环境污染等)。合同契约和约定以及区域要求也应作充分审查。认真审阅上述要求就有可能发现与选定地区的地产主的有关契约和条件的相关条款。那些用于提供居民区统筹开发的一般性契约有可能会妨碍水井的施工。认真核对上述要求还可能找到干扰施工的有关许可条款。批准开发的矿藏资源诸如石油或天然气会影响水井的运作。
区域性法规通常提供公用事业的许可使用权利。该法规认定应用该权利是对城市发展所必须的事实。
8.钻孔冲洗液的选取
钻孔冲洗液的选取是选择井的施工方法和设计的一个重要因素。前面所述两种回转式钻井技术在钻井过程中均需用大量饮用水(特别是反循环钻的用水高达每分钟数百加仑)。在稀释泥浆及其他终井和开发运作期间需水量更大(缆绳冲击法需水量小于50~100g/h)。
9.剩余钻孔冲洗液的处理
回转式钻孔井在充填砂砾之前和充填期间、稀释泥浆和预加工过程中要大大增加冲洗液流量,因而井址必须具备足以储存这些物质的容积。若条件许可,可让剩余冲洗液流至用试验抽水稀释和散逸泥浆的终点。在一些城镇中,唯一合适的冲洗液处理方法是采用真空装运车将剩余冲洗液运输到冲洗液处理站,这是一种十分昂贵的办法。
10.成井和试验性抽水的处理设施
高产水井在成井和试验性抽水期间都要求生产大量的水,作逐级泄降和最大安全抽水量试验时尤甚。处理设施必须能适应预期永久产水的150%。短周期内的抽出水量往往多达50acre·ft。尚未立即从抽水中分离出的钻屑和被水流带出的细颗粒物质, 有时也很可观。这些物质不能立即分离出来。
官方管理的城市处理设施,诸如暴雨排水管道常常不允许大量的污水进入该系统。因此在城区内,选择井址之前应调查研究处理设施的状况。即使在农作地区,生产出的大量地下水也会增加天然排水能力的负担。